基于GMDP模型和ACO算法的澜沧县多目标土地利用优化配置研究

发布时间：2017-11-08 05:13

  本文关键词：基于GMDP模型和ACO算法的澜沧县多目标土地利用优化配置研究

  更多相关文章： 澜沧县 土地利用优化配置 灰色多目标动态规划 蚁群优化算法

【摘要】：土地是人类生产、生活的物质基础,是一种极为重要的资源。我国国土面积广泛,但同时人口基数大、优质耕地资源少、土地退化现象日趋严重,如何在有限的国土面积中,合理配置土地、提高土地利用率和土地产出,成为当前大力推进区域土地利用可持续发展战略目标的研究热点之一。近年来澜沧县大规模引进桉树、橡胶、咖啡等人工经济园林,取代了原有的耕地、次生常绿阔叶林、思茅松林等土地利用类型,同时随着澜沧县糯扎渡水电站项目以及澜沧机场项目等的建设实施,澜沧县水域、建设用地、自然林和园地用地类型面积发生较大变化,这在一定程度上对澜沧县生态系统环境和区域产值结构造成了影响。因此,选取澜沧县作为研究对象,从社会、经济、生态三个方面优化土地利用结构,为澜沧县土地利用规划、可持续发展战略等的制定提供参考。本研究以总面积约束、人口总量约束、耕地保护约束、城乡建设用地规划约束、生态环境约束、其他宏观约束和数学模型约束等七个方面构建约束条件,以社会、经济及生态效益为数量结构优化目标,以最佳土地利用适宜性和空间紧凑性为空间结构优化目标,构建GMDP-ACO优化模型,对澜沧县土地利用结构进行优化配置。主要结论如下：(1)澜沧县土地利用类型以林地、耕地和园地为主,城镇建设用地少,森林覆盖率超过63.1%,生态环境相对较好；单位土地的平均产值低于云南省和全国同时期水平,土地利用经济效益产出低；城镇建设用地和农村居民点用地受人类活动干扰大而斑块密度指数小而紧凑性指数较大,牧草地面积小、分布位置集中,斑块密度指数小、紧凑性较好,其余用地类型的斑块密度指数较大、紧凑性较差；各类型用地的分维度指数均小于1.1,几何形状比较规则。(2)以社会效益指数、土地经济效益产出和生态系统服务价值为目标,构建基于灰色多目标动态规划模型(GMDP)的澜沧县土地利用数量结构优化配置。2020年土地利用数量结构优化中,分别设定人口增长慢、适中、快为三种情景。结果显示：三种情景下的优化方案经济效益和生态效益相对现状和《澜沧拉祜族自治县土地利用总体规划(2010-2020年)》(简称《总规》)中的土地利用结构方案均明显提升；社会效益指数均低于现状,但是情景一和情景二下的优化方案,社会效益比《总规》具有一定的优势,情景三则略低于《总规》。三种情景下的优化方案中,各土地利用类型的面积变化趋势均为耕地、林地、农村居民点用地和自然保留地减少,园地、城镇建设用地、其他建设用地和水域增加,牧草地基本保持不变。在综合对比分析三种情景下的土地利用效益和人口总数后,确定情景二下的优化方案作为2020年最佳土地利用数量结构。2025年土地利用数量结构优化结果显示：优化后经济效益和生态效益相比现状和《总规》明显提升,社会效益低于现状和《总规》,但是人均耕地占有量仍然超过《总规》限定的最小值0.38ha/人,达到0.423ha/人,粮食安全可以得到保证；优化后各用地类型面积相比现状和《总规》的变化趋势与2020年土地利用优化结果一致。(3)以最佳土地利用适宜性和最大空间紧凑性为目标,构建基于蚁群优化算法(ACO)的澜沧县土地利用空间结构优化配置。2020年土地利用空间结构优化结果显示：适宜性方面,优化后城镇建设用地适宜性明显提升,耕地、林地、牧草地和农村居民点用地的适宜性相比现状和《总规》在一定程度上得到改善,园地的适宜性略低于现状,但高于《总规》,整体土地利用适宜性水平提升；紧凑性方面,优化后各土地利用类型的斑块密度指数明显降低,分维度指数中耕地、林地、农村居民点用地基本保持不变,城镇建设用地和自然保留地相对现状和《总规》均增加,优化后用地类型的紧凑性指数均增加,土地利用破碎化程度明显改善；地类空间转移方面,优化后地类空间转移较大的为耕地、园地、林地和自然保留地,相比《总规》,优化后更多的优质耕地和林地资源将得到保护。2025年优化结果在适宜性、紧凑性和地类空间转移上相比现状和《总规》,变化趋势与2020年土地利用优化结果一致。(4)以GeoSOS为平台,构建澜沧县土地利用结构优化体系。筛选α、β、ρ参数,建立ACO优化算法,验证的整体精度为94.07%, Kappa系数为0.91。依据2020年土地利用结构优化配置结果与现状和《总规》中土地利用结构在数量结构和空间结构上的对比分析,优化后研究区经济效益和生态效益大幅改善,社会效益维持稳定,土地利用适宜性和紧凑性提高,表明GMDP-ACO土地利用结构优化模型适用于山区土地利用优化。
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F301.2

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨庆媛;土地利用与生态环境演化浅析[J];地域研究与开发;2000年02期

2 方华荣;我国现有土地利用现状[J];水土保持科技情报;2000年03期

3 欧建华;土地利用和合理利用土地[J];石河子科技;2001年01期

4 张长义,蔡博文;台湾土地利用变迁及其永续发展之研究[J];地球信息科学;2002年01期

5 樊杰,吕昕;简论人地关系地域系统研究的核心领域——土地利用变化[J];地学前缘;2002年04期

6 何英彬,陈佑启;土地利用/覆盖变化研究综述[J];中国农业资源与区划;2004年02期

7 陈立民;海河流域山西省段土地利用变化研究[J];山西建筑;2004年23期

8 黄晓军;李诚固;黄馨;;新时期我国土地利用区域调控研究[J];资源开发与市场;2006年06期

9 武广平;李永平;;都市地区土地利用的特点分析[J];北京农学院学报;2006年S1期

10 蔡邦成;陆根法;陈小骏;;生态系统服务价值评估在南京市土地利用评价中的运用[J];环境保护科学;2007年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 谢俊奇;;序言[A];新观点新学说学术沙龙文集18：土地生态学——生态文明的机遇与挑战[C];2008年

2 李琪;王秋兵;刘扬;王洪禄;;中国土地利用中的农耕文化因素影响机制分析[A];2009年中国土地学会学术年会论文集[C];2009年

3 王佳;;有关土地利用伦理问题的理性思考[A];创新发展——河南省第五届学术年会论文选集[C];2009年

4 于术桐;黄贤金;程绪水;姜永生;田忠志;;流域土地利用变化的水质响应研究进展[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年

5 胡波;;土地利用现状挂图编制[A];全国测绘科技信息网中南分网第二十四次学术信息交流会论文集[C];2010年

6 唐秀美;陈百明;路庆斌;宋伟;;北京市土地利用生态分类方法初探[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会（第四卷）[C];2010年

7 龙花楼;;土地利用/覆被变化研究的新视角——土地利用转型[A];土地覆被变化及其环境效应学术会议论文集[C];2002年

8 董建美;;从内外两个途径来保护耕地[A];2004年中国科协年会3分会场论文摘要集[C];2004年

9 武广平;李永平;;都市地区土地利用的特点分析[A];社会主义新农村建设高层论坛专辑[C];2006年

10 王亚男;马春华;;天津市土地利用与交通关系初探[A];2008年中国土地学会学术年会论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 王华丽;土地利用需合理[N];新农村商报;2014年

2 南京农业大学土地管理学院 张颖 王群 王万茂;树立土地利用立体观[N];中国国土资源报;2008年

3 浙江大学公共管理学院教师、博士 杨遴杰;强化土地调控 统筹土地利用[N];中国国土资源报;2008年

4 记者 丁洪美;土地利用每年造成10亿吨碳排放[N];中国绿色时报;2009年

5 周永恒;土地利用总规通过市级评审[N];六盘水日报;2011年

6 记者 陈岩　通讯员 胡志喜;土地利用绩效有了统一评判标准[N];湖北日报;2011年

7 本报驻江苏记者站记者 杨应奇;警惕土地利用中的“闯黄灯”现象[N];中国国土资源报;2013年

8 本报记者 冯培丽　通讯员 贺楚华 臧翊 邓凡;打破土地利用“先违法后治理”怪圈[N];中国国土资源报;2013年

9 记者 陈诗圆;提升土地利用和管理水平 为经济社会持续发展提供保障[N];钦州日报;2013年

10 首席记者 杨应奇　通讯员 薛建;土地利用的“3D”时代[N];中国国土资源报;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 汪洋;博斯腾湖流域土地利用变化与经济重心迁移分析[D];新疆大学;2015年

2 陈学渊;基于CLUE-S模型的土地利用/覆被景观评价研究[D];中国农业科学院;2015年

3 胡文敏;环洞庭湖区土地利用变化及其生态环境效应[D];湖南农业大学;2014年

4 张云鹏;基于主体的常州市新北区土地利用情景模拟研究[D];南京大学;2010年

5 宇苗子;黄土塬区小流域土地利用变化对土壤水力特征的影响[D];西北农林科技大学;2015年

6 黄旭东;南水北调中线水源区堵河流域产流产沙对土地利用变化的响应[D];华中农业大学;2016年

7 边红枫;流域土地利用变化对保护区湿地生态系统影响及格局优化研究[D];东北师范大学;2016年

8 Laari Prosper Basommi;加纳西北部矿区土地利用和覆盖变化以及对水质和健康的影响研究[D];中国地质大学;2016年

9 王亮;盐城海岸带土地利用及其生态安全评价与优化研究[D];中国矿业大学;2016年

10 张瑜;新疆不同尺度土地利用／覆盖变化与驱动机制研究[D];华中农业大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈旭;土地利用规划环境影响评价及其应用研究[D];同济大学;2006年

2 宋颜颜;城镇化进程中土地利用变化的社会经济效应分析[D];山西农业大学;2015年

3 古亚娟;晋中市土地利用变化分析[D];山西农业大学;2015年

4 杨丰;基于CLUE-S模型的岔口小流域土地利用变化模拟研究[D];山西农业大学;2015年

5 庹玉莲;快速城镇化区域土地利用总体规划实施评价研究[D];西南大学;2015年

6 刘琳;天津市土地利用景观格局梯度分析及区域生态风险评价[D];天津理工大学;2015年

7 蒋狄微;宁波市土地利用/覆被时空变化分析和预测研究[D];浙江大学;2015年

8 江淑芳;朝鲜土地利用/覆盖变化及NPP遥感估算研究[D];延边大学;2015年

9 李帅;宁夏黄河流域气候与土地利用变化及其对径流影响研究[D];西南大学;2015年

10 李储强;海宁市土地生态系统服务功能与城镇化的耦合关系研究[D];浙江大学;2015年

，

本文编号：1155729