[发明专利]一种使用蚁群多目标布局优化模型的土地再开发规划方法

说明书

本发明公开了一种使用蚁群多目标布局优化模型的土地再开发规划方法，包括：设置多个优化目标和约束限制条件；初始化算法参数，所述算法参数包括：迭代次数，蚂蚁数量，每个蚂蚁的信息素立方体；初始化预设区域内的土地利用情况即初始化预设区域内各地块的土地利用类型；进行所述迭代次数的迭代，每次迭代的过程包括：构建解，进行解评价，根据解的评价结果进行信息素更新；迭代过程结束后，根据累积的信息素立方体确定预设区域内各地块的新的土地利用类型。本发明增加了空间优化目标和对时间序列优化的考虑，填补了以往土地优化模型的不足。

技术领域

本发明涉及土地开发或规则方法技术领域，尤其涉及使用优化模型的土地再开发规划方法。

背景技术

土地利用布局是指不同土地利用类型在空间上的分布形态，是土地利用规划空间管制的重要依据，其合理性与科学性关系到规划能否顺利实施与规划目标实现。土地利用布局优化是指在不同用地类型的数量约束下通过调整各用地类型的空间位置，而实现土地利用综合效益最大化。同一空间单元对不同用地类型有不同适宜度大小，土地利用布局优化的根本目的是把各用地类型配置到其适宜度高的空间单元。

参照土地利用结构优化的概念，将土地利用功能优化定义为：土地利用功能优化是为了达到一定的生态经济最优目标，依据土地资源的自身特性和土地适宜性评价，从土地利用的机构、功能、布局和强度等方面，对土地的居住、生产、休憩和交通等功能进行数量配置和空间布局，以提高土地利用效率和效益，维持土地生态系统的相对平衡，实现土地资源的可持续利用。

城市存量土地的再开发是建立在城市初始开发的基础上，通过一定的手段对城市原有的用地类型、结构、功能和布局等进行置换升级，挖掘城市土地内在的潜力，提高土地的利用效益以及土地的经济、社会或环境效益。根据土地利用功能优化的概念以及城市存量土地再开发的特点，城市存量土地再开发单元功能优化即为：在城市已有土地开发的基础上，依据土地节约集约利用的要求和效益最大化的目标，根据城市土地资源自身的特性和土地适宜性评价，遵循国民经济和社会发展规划、城市规划、土地利用总体地规划，通过一定的科学技术和管理方法，对城市内利用效率低下，结构不合理，功能不健全的存量土地再开发单元从空间进行物质替换和功能变更，从原有土地的用地类型、结构、功能和布局等进行置换升级，挖掘土地内在潜力，提高土地的利用率以及土地的经济、社会或环境效益，实现土地资源的可持续利用。

城市再开发单元功能优化的目标是通过再开发单元的经济效益、社会效益、生态效益等方面的提高，实现城市再开发单元的统筹协调、集约高效、生态文明、安全宜居和传承共享。

目前，国内外很多学者对土地利用资源优化方法进行了研究，分别从理论原则、模型构建、算法优化和GIS应用等方面，结合系统动力学、景观生态学和GIS地学分析等相关学科，对土地利用资源优化配置进行了探索性研究。

城市存量土地再开发规划时，会面临多目标优化问题，多目标优化包含若干个优化目标和约束限制条件，这些优化目标可以同时被最小化、最大化或二者皆有。至于约束条件就更加灵活了，可以根据具体问题具体需要来设置。一般的，多目标优化问题可以有m个变量参数，n个目标函数和k个约束条件构成，其数学定义形式如下：

max或minF(x)＝[f₁(x),f₂(x),...,f_n(x)]

G(x)＝(g₁(x),g₂(x),...,g_p(x)),p＝1,2,...,P

H(x)＝(h₁(x),h₂(x),...,h_q(x)),q＝1,2,...,Q

x∈Ω