[发明专利]一种山地城市土地利用优化配置方法

说明书

本发明公开了一种山地城市土地利用优化配置方法，包括S1、数据预处理：通过GEE平台获取研究区土地的遥感数据，其中包括空间数据和统计数据两类；S2、土地利用结构优化：对所选研究区土地利用布局优化问题，建立多目标规划模型；S3、土地利用空间布局优化：应用土地利用结构优化结果的基础上，对土地利用布局优化问题，构建基于栅格的斑块生成土地利用模拟PLUS模型。本发明中构建和采用PLUS模型，综合考虑生态、经济以及两者兼顾的情况，在获得土地利用结构变化情况的基础上，根据转换规则和因子权重等比较合理地对区域空间布局进行优化，以便提高土地资源空间配置的合理性，为山地城市不同的发展目标提供了土地利用配置的辅助决策依据。

技术领域

本发明涉及土地空间布局优化技术领域，具体为一种山地城市土地利用优化配置方法。

背景技术

土地利用布局优化是实现土地可持续利用的重要途径，是根据土地利用结构在空间上对各种的类进行合理布局，以达到提高土地利用耦合效益的目的，是一种典型的多目标空间优化问题。针对土地利用布局优化的早期研究主要是利用GIS结合多准则评价技术，在对自然、社会经济条件进行评价的基础上为每个地块分配最适宜的土地利用类型，实现土地利用布局优化。

现有的土地利用优化方法大多采用的是结合土地利用结构优化和空间布局优化的方法，通过建立目标函数，在数量上控制各地类的合理变化并耦合不同模型进行空间布局的优化，但是，大部分研究只考虑单一情况，如达到生态效益目标，对区域生态特性考虑不够，如对于特殊的城市(如山地城市)需要考虑的约束条件一般具有区域特色。

为此，提出一种山地城市土地利用优化配置方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种山地城市土地利用优化配置方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种山地城市土地利用优化配置方法，具体包括以下步骤：

S1、数据预处理：通过GEE平台获取研究区土地的遥感数据，其中包括空间数据和统计数据两类：空间数据包括土地利用数据和基础地理数据；统计数据包括驱动因子数据，筛选研究区驱动因子原始数据；

S2、土地利用结构优化：对所选研究区土地利用布局优化问题，建立多目标规划模型，模型表示为：

式中，fn(x)表示目标函数，n表示目标函数个数，ei表示目标函数的相关系数，xi表示决策变量，xi≥0，s.t.表示约束条件，C表示约束系数，B表示限制量：

其中多目标规划模型根据土地利用分类的多个决策变量，通过经济效益函数和生态效益目标函数构成，在多个条件的约束下，使多个目标达到最值；

S3、土地利用空间布局优化：应用土地利用结构优化结果的基础上，对土地利用布局优化问题，构建基于栅格的斑块生成土地利用模拟PLUS模型，包括确定基于土地扩张分析策略的转化规则挖掘模块和基于多类型随机斑块种子机制的CA模拟模块，并设置转换规则和领域因子权重，从而构建土地利用布局优化问题描述模拟人类活动与自然因素相互之间的映射关系，利用PLUS模型求解得出土地利用空间布局优化数据，再分区统计空间优化分布结果。

优选的，所述步骤S1中，驱动因子数据包括但不限于如交通路网、高铁站点、人口密度、DEM以及统计年鉴等数据。

优选的，所述步骤S2中经济效益函数为：

所述生态效益目标函数为：

式中，f1(x)、f2(x)表示研究区土地资源的最大经济效益与最大生态效益，e1i、e2i分别表示经济效益系数与生态效益系数，xi表示各土地利用类型面积，i表示不同的类。