[發明專利]一種土地利用空間自動配置方法

有效

• 申請號: 201310099615.X
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103150614A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 劉耀林;袁滿;何建華;劉殿鋒;趙翔
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;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

1.一種土地利用空間自動配置方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟1，提取土地利用空間配置的基礎數據并進行整合，整合后的數據為各個土地利用單元的屬性信息；

步驟2，應用改進遺傳算法對步驟1的數據優化，進行建模和選擇最優的土地利用布局，以土地利用單元為數據處理單位，建立待求問題與改進遺傳算法之間的映射關系，求解得出土地利用空間配置的優化結果，所述土地利用單元抽象為改進遺傳算法中的基因，其土地利用類型由基因的類型進行表征；土地利用簇，即土地利用類型相同且相連的單元形成的一個空間集合，由基因組表示；區域的土地利用空間配置方案對應于染色體；土地利用綜合效益函數為染色體適應度函數。

2.根據權利要求1所述的一種土地利用空間自動配置方法，其特征在于，所述的步驟1中，基礎數據包括土地利用現狀數據、土地利用適宜性評價數據、城鎮及基本農田規劃數據、地形坡度數據，整合數據是指這些數據是多種來源、不同格式的數據，要對這些空間數據進行統一規范化處理，后對這些空間數據進行配準，設置一致的空間參考坐標，并將矢量數據轉成精度相同的柵格數據。

3.根據權利要求1所述的一種土地利用空間自動配置方法，其特征在于，所述的步驟2中，求解土地利用空間配置優化結果的步驟包括以下子步驟：

步驟2.1，設置染色體種群規模，交叉率，變異率，最大迭代次數，并初始化每個染色體的基因值；

步驟2.2，設置適應度函數，包括設置適宜性目標及緊湊度目標權重；

步驟2.3，對染色體進行交叉操作、變異操作，生成新的一批染色體；

步驟2.4，計算各個染色體的適應度，對種群執行選擇操作，選擇出一批適應度較高的染色體作為下一代種群；

步驟2.5，循環迭代，當達到用戶設定的最大迭代次數或最優染色體適應度保持不變時，搜索結束，得到土地利用空間配置的優化結果，否則將步驟2.4中選擇出的種群作為下一代的父代種群，執行步驟2.3。

4.根據權利要求3所述的一種土地利用空間自動配置方法，其特征在于，所述的步驟2.3具體方法是：定義土地利用轉換規則由基于適宜性的規則、基于鄰域關系的規則及強制約束規則構成，它們通過土地利用類型轉換系數P_ijk進行定量化的表示，P_ijk表示地塊(i,j)選擇類型k概率，其值越大代表選擇的可能性越高；

P_ijk=P_suitability(x_ijk)*P_neighbor(x_ijk)^μ*P_constraint(x_ijk)

式中，P_suitability(x_ijk)為基于適宜性的規則計算的結果，P_neighbor(x_ijk)為基于鄰域關系的規則計算的結果，P_constraint(x_ijk)為強制約束規則計算的結果，為鄰域系數，代表鄰域規則的重要程度；

所述基于適宜性的規則依據土地利用因地制宜的原則，促使土地用途向更加適宜的方向進行轉換，最大限度地發揮土地生產潛力，P_suitability(x_ijk)值等于地塊(i,j)對于地類k的適宜性S_ijk與各類型適宜性之和的比，

Psuitability(xijk)=sijkΣt=1KSijt]]>

所述基于鄰域關系的規則考慮局部地區的空間緊湊度，其值等于地塊(i,j)鄰域內地類k的地塊的數量占所有地塊數量的比例：

Pneighbor(xijk)=NkNtotal]]>

式中，N_k為地塊(i,j)鄰域內地類k的地塊的數量，N_total為地塊(i,j)鄰域內地塊總數量；

所述強制約束規則不允許以下地類的轉換：（1）坡度大于25度的地塊轉為耕地（2）基本農田保護區的耕地轉為其他用地（3）湖泊水域向其他用地轉換，當地塊的轉換為以上情景時，P_constraint(x_ijk)取值為0，否則為1.