[發明專利]一種土地利用分層配置方法

有效

• 申請號: 201310099412.0
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103136707A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 劉耀林;唐巍;劉艷芳;何建華
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06Q50/00
• 分類號: G06Q50/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種土地利用分層配置方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，獲取和收集土地利用基礎數據，對需要進行空間布局優化的地類作適宜性評價并將所有空間數據轉為一定精度下的格網形式；

步驟2，針對土地利用空間布局優化問題，構建特定的遺傳算法染色體和遺傳進化算子，完成問題域向算法域的映射，在空間優化目標的指導下，運用遺傳算法分別對各地類的空間布局進行優化，

步驟3，在步驟2的基礎上結合土地規劃領域的知識和博弈理論解決各地類優化后的空間布局與現狀土地利用的用地競爭，不同類型的用地競爭采用不同的解決策略，所有類型的用地競爭都是以競爭區作為基本的處理單元。

2.根據權利要求1所述的一種土地利用分層配置方法，其特征在于，所述的步驟2中，某一地類空間布局的優化過程如下：

步驟2.1，初始化算法參數和種群：染色體為二維格網染色體，格網單元(即基因)全為二值變量，采用該地類的土地利用現狀初始化染色體；

步驟2.2，計算每個染色體的適宜度，以土地適宜性水平和空間緊湊度為優化目標，采用加權和的方式進行多目標處理，所述的適宜度的計算基于以下公式：

最大化F=w1*fnorm(S)+w2*fnorm(C)+Penalty]]>

=w1*fnorm(Σi=1MΣj=1Nsij*uijΣi=1MΣj=1Nuij)+w2*fnorm(Σh=1HPh4Ah)+Penalty]]>

以土地適宜性水平S和空間緊湊度C為優化目標，w₁,w₂為相關目標的權重，取值范圍為[0,1]，且w₁+w₂=1，f_norm()完成歸一化處理，

fnorm(S)=s-sminsmax-smin]]>fnorm(C)=cmax-ccmax-cmin]]>

s_ij為該地類的適宜值，u_ij為二值變量，格網單元分配了該地類時取值為1，否則為0，H表示染色體中的斑塊總數，P_h表示斑塊的周長，A_h表示同一斑塊的面積，采用罰函數法處理面積約束，Penalty為懲罰項；

步驟2.3，結束條件判斷，檢測算法的迭代次數是否大于最大迭代次數，或運行時間是否超過規定用時，或算法是否處于停滯狀態，若結束條件滿足，該地類空間布局的優化過程結束，否則執行步驟2.4；

步驟2.4，采用輪盤賭選擇法選出進行交叉操作和變異操作的染色體；

步驟2.5，對染色體進行交叉操作，交叉算子由基本交叉算子構成，基本交叉算子隨機確定一個N*N的區域，然后交換兩個染色體在該區域的內容，一次交叉操作中基本交叉算子執行M次，其中，N為正整數；

步驟2.6，對染色體進行變異操作后執行步驟2.2。

3.根據權利要求1所述的一種土地利用分層配置方法，其特征在于，所述的步驟3具體包括以下選擇步驟：

選擇步驟3.1，解決農用地之間的競爭，分別計算各類農用地在農用地競爭區內的優先度A，公式如下

A_i=C_i+D_i

C_i表示現狀圖層中該競爭區及其鄰域內地類i所占的面積，D_i表示地類i的優化配置方案中地類i在該競爭區中的面積，該競爭區最終的土地利用為優先度最大者；

選擇步驟3.2，解決建設用地-農用地競爭，當建設用地-農用地競爭區的鄰域內全為農用地時，分別計算各類農用地在鄰域內的面積，該競爭區最終的土地利用為面積最大者；

選擇步驟3.3，解決農用地-建設用地競爭：定義競爭區的面積為S，農用地-建設用地競爭區內各類農用地的面積百分比為P_i，各類農用地單位面積年收益為F_i，農民保有農用地的收益為I，在計算I時考慮了未來M年內的農民收入，計算公式如下

I=M×ΣiS×Pi×Fi]]>

設征地的初始補償為T，在博弈中，農民的補償會逐漸提高，但每次提高的額度會遞減，采用一等比遞減數列對此進行建模，首項為W，公比為q，那么農民在第一次博弈中的補償為S×T，第二次為S×T+W，第三次為S×T+W+W×q，第n次為

Cn=S×T+W×(1-qn-1)1-q]]>

其中W=p×S×T且0<p,q<1，

定義建設用地的平均出讓價格為Q，政府的出讓收入為V，政府在第n輪博弈中征得農用地后的凈收益為R_n，結合該競爭區的區位條件，對建設用地平均出讓價格進行修正從而獲得該競爭區最終的土地出讓價格，競爭區區位條件的優劣程度采用其鄰域內建設用地的百分比來進行度量，百分比越高，土地出讓價格越高，相關的計算公式如下：

V=((k+ScSnei)u×Q)×S]]>

R_n=(1-e)×V-C_n

其中S_nei為鄰域面積，S_c為鄰域中建設用地的面積，k，u為區位影響系數，0<k<1,u>1，e為政府進行土地開發，形成建設用地條件的成本和其他有關成本，0<e<1。