基于多目标粒子群算法的土地利用优化配置

发布时间：2017-08-19 20:09

  本文关键词：基于多目标粒子群算法的土地利用优化配置

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【摘要】：摘要：随着人口增长与城市化进程的加速,土地非农化进程加快,人地关系矛盾突显、区域土地利用结构失衡和低效利用等问题已严重制约了区域社会、经济、生态的可持续发展。如何科学合理地利用有限的土地资源,促进土地资源的优化配置和集约利用,已成为区域可持续发展的重要问题。 本文以人地关系理论、土地可持续发展理论、区域理论、系统理论为指导,构建了基于多目标粒子群算法的土地利用空间优化配置模型,并以青海省平安县为研究区域,获得了土地利用空间优化配置方案,并对比分析了优化前后土地利用的结构与空间格局。主要研究成果如下： (1)土地利用空间优化配置多目标函数及约束体系构建。 以社会、经济、生态效益为目标,构建了土地利用空间优化配置的多目标函数及约束体系。目标函数包括最大化土地利用适宜性目标函数、最大化空间集聚目标函数、最小化转换成本目标函数；约束体系包括土地利用数量约束体系和土地利用类型转换约束。 (2)多目标粒子群优化算法设计 通过编码方法、初始种群的确定、适应度值的计算、速度与位置更新、基本参数的确定等,构建了多目标优化粒子群算法及其求解过程。 (3)区域土地利用的空间优化配置方案 以青海省平安县为例,通过编程实现多目标粒子群算法的土地利用优化配置,模型验证的总体精度为80.12%, Kappa系数为0.78,表明模型是可行的。并以此模型获得了平安县2020年的土地利用空间优化配置方案。
【关键词】：土地利用优化配置 多目标 粒子群算法
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：F301;P208
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 土地利用优化配置研究进展11-13
• 1.2.1 理论研究进展11
• 1.2.2 技术方法研究进展11-13
• 1.3 研究的目的与意义13-14
• 1.4 研究方法和内容14
• 1.5 研究技术路线14-15
• 1.6 小结15-16
• 2 相关理论16-19
• 2.1 土地利用优化配置概念与内涵16-17
• 2.2 土地利用优化配置相关理论17-18
• 2.2.1 人地关系理论17
• 2.2.2 土地可持续理论17
• 2.2.3 土地区位理论17-18
• 2.2.4 系统论18
• 2.3 小结18-19
• 3 土地利用优化配置模型与多目标粒子群算法的耦合19-30
• 3.1 研究思路19-20
• 3.2 土地利用优化配置的原则和目的20-21
• 3.2.1 土地利用优化配置的原则20
• 3.2.2 土地利用优化配置的目的20-21
• 3.3 土地利用优化配置的数学模型构建21-24
• 3.3.1 土地利用优化配置的优化目标21-23
• 3.3.2 土地利用优化配置的约束体系23-24
• 3.4 多目标优化的基本概念与基本求解方法24-25
• 3.4.1 多目标优化的概念24
• 3.4.2 基本的多目标优化方法24-25
• 3.5 粒子群算法25-26
• 3.6 基于粒子群算法的土地利用优化配置26-29
• 3.6.1 编码方法26-27
• 3.6.2 初始种群的确定27
• 3.6.3 适应度的计算27-28
• 3.6.4 速度与位置更新28
• 3.6.5 基本参数的确定28
• 3.6.6 算法求解步骤28-29
• 3.7 小结29-30
• 4 实证研究：平安县土地利用优化配置研究30-43
• 4.1 研究区概况30-31
• 4.2 社会经济发展状况31
• 4.3 土地利用现状分析31-35
• 4.3.1 土地利用结构分析32-33
• 4.3.2 土地利用现状空间格局分析33-34
• 4.3.3 土地利用现状的特点34-35
• 4.4 研究区土地利用优化配置35-38
• 4.4.1 土地适宜性评价结果35-36
• 4.4.2 土地利用现状数据的处理36
• 4.4.3 不变空间单元的处理36-37
• 4.4.4 规划成本核算37-38
• 4.4.5 约束条件的设置38
• 4.4.6 粒子群参数设置38
• 4.5 研究区2013年土地利用优化配置结果及精度验证38-41
• 4.5.1 优化后的土地利用结构39
• 4.5.2 模型验证39-40
• 4.5.3 土地利用空间格局对比分析40-41
• 4.6 研究区2020年土地利用优化配置结果41-42
• 4.6.1 优化后的平安县2020年土地利用结构41-42
• 4.6.2 优化后的平安县2020年土地利用空间格局42
• 4.7 小结42-43
• 5 结论与展望43-46
• 5.1 总结43-44
• 5.1.1 总结43
• 5.1.2 创新点43-44
• 5.2 展望44-46
• 参考文献46-50
• 攻读学位期间主要的研究成果50-52
• 致谢52

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