多尺度土地资源配置研究

西南大学

博士学位论文

多尺度土地资源配置研究

姓名：尹珂

申请学位级别：博士

专业：农业资源利用

指导教师：李航;魏朝富

20100501

摘要

摘要

随着我国经济高速发展，城市化已经成为一个不可逆转的社会发展趋势。在此过程中人们对土地利用空间和土地产品的需求也在不断增长，人地矛盾的日益激化引发了很多社会、经济和环境问题，并有可能造成生物栖息地消失或破碎化、生物多样性降低以及生态系统服务功能的减弱。如何应对这些生态环境问题，并将其纳入到政策、规划和项目的决策过程中已成为研究的热点。本研究以三种尺度：渝北区（县域尺度）、龙兴镇（镇域尺度）、河堰等三个行政村（村域尺度）为例，综合考虑不同尺度上影响土地资源配置的冈素，采用不同的方法对多尺度士地资源的优化配置进行研究，本研究完善了城乡统筹背景下的土地利用优化配置体系，为实现土地资源的可持续利用提供理论依据。

１县域尺度的土地资源配置研究

本研究以重庆市渝北区各乡镇作为功能分区的基本区域单元，以渝北区自然生态、社会经济发展以及土地资源现状和特点为基础，建立统筹发展的土地利用主体功能分区。首先根据一定的原则构建指标体系，土地利用指标是以重庆市渝北区１９８９、２０００和２００４年３个时段的ＴＭ卫星遥感影像数据为数据源，根据３个年份对应期间的土地利用现状图、相关统计资料，结合研究区实际情况，采用遥感图像处理软件ＥＲＤＡＳ８．４、地理信息系统软件ＡＲＣＧＩＳ９．２，通过非监督分类与目视解译相结合的方法，对３个时段的卫星遥感影像进行土地利用解译得到，而社会经济指标的数据源０２００８年《重庆市统计年鉴》、２００８年《渝北年鉴》以及２００８年《重庆市国十资源统计年鉴》；然后采用主成分分析法对指标进行处理及筛选；最后使用聚类分析方法对渝北区进行主体功能分区。

（１）主成分分析方法能够科学合理地提炼出分区指标。本研究从经济发展、社会进步和环境保护三个方面选出了１５个初选指标，运用主成分分析法进行降维处理，以期用较少的几个综合指标米代替原来的变量指标，于是从１５个初选指标中遴选出财政收入、粮食单产、林地面积等９个指标组成县域主体功能分区的综合指标评价体系，这９个指标不仅能够反映土地利用原始信息的代表性和准确性，而且有效地减轻了工作量，提高了分区精度。

（２）对比快速聚类法和分层聚类法的分区结果以及单冈子ＡＮＯＶＡ分析和判别分析的验证，使分区更加合理。在９个遴选指标的基础上构建了１９ｘ１９的模糊相似矩阵，根据不同准则分别进行快速聚类和分层聚类，对比发现只有木耳镇的划分结果存在分歧。单尾ＡＮＯＶＡ分析表中只有“农民人均纯收入”指标的显著性不佳，而判别分析中交叉验证样本的分类正确率为８８．９％，说明分类的结果比较理想。基于以上分析，考虑到功能区单元位置的连续性并参考渝北区自然环境条件，将渝北区划分了四个主体功能区，北部新区、双凤桥街道与回兴街道为优先开发区；龙溪街道、龙山街道、龙塔街道与双龙湖街道为重点开发区；兴隆镇、古路镇、大湾镇、龙兴镇、玉峰山镇和统景镇为限制开发区；硌碛镇、石船镇、木耳镇、大盛镇、

两南大学博十学位论文

茨竹镇和悦来街道为禁止开发区。

２镇域尺度的土地资源配置

在满足界限约束和空间连续性约束的条件下，以重庆市渝北区龙兴镇为例探索量化分区方案。首先针对土地利用分区问题建立数学模型，然后编写Ｃ＋＋程序在ＡｒｃＧＩＳ平台上实现模拟退火算法对优化模型的求解，利用虚拟场景的分区结果评价模型的生态效应，而在现实场景中运用游憩价值法和ＧｅｏＤＡ的空间自相关分析功能分析龙兴镇的区域发展特点，并在此基础上进行土地利用优化分区。

（１）虚拟场景的测试证明了土地利用优化分区模型＿的生态保护效应是十分明显的，尤其是对生物多样性的保护。Ｆｒａｇｓｔａｔｓ的计算结果显示出：取消连接性的限制时，则呈现最多的斑块数５５和最小的连接度指数６．１２，因此，取消连接性的限制条件后的结果表明连接性限制对分区结果的景观破碎度和异质性都具有相当的影响力；ＡＩ值代表了区域之间的聚集度，越强烈的聚集度区域之间进行的物种或者基因的交流越有可能发生，土地兼容性均为１时得到了极端的ＡＩ值９３．１２，而土地兼容性均为．１时出现了许多破碎的斑块，使得边缘总长度（ＴＥ）达到最大值１００３，说明非对称的土地兼容性系数设置具有重要生态意义；在优化模型中使用了欧氏平方距离因而得到与土地适宜性相吻合的３个清晰的核心区。

（２）在区域发展特点的分析基础上，结合基础图库建立土地适宜性数据库，可以实现既适应区域社会经济发展又符合自然生态保护要求的合理分区。游憩价值分析得出龙兴镇自然环境的经济价值为５６９６．７２万元，肯定了古镇旅游产业的发展潜力；全局Ｍｏｒａｎ’ＳＩ指数０．５１３８和局部白相关分析图反映出龙兴镇的经济发展已表现出较强的空间分异格局，说明受“鱼嘴组团”的影响龙兴镇非农产业已产生集聚效应。利用Ａｃｃｅｓｓ数据库软件包编制栅格属性数据，导入ＡｒｅＧＩＳ后形成一对多和多对多的数据属性关联关系，从而实现将土地适宜性量化地引入分区模型，量化分区结果与龙兴镇镇域分区规划相比我们发现：定量模型的分区体现了相似的土地利用形式拥有更好的聚集效应，而相斥的土地利用形式则呈现远离的态势，因而生态核心区十分明显。

３村域尺度的土地资源配置

村域尺度的研究以龙兴镇河堰村、粉壁村及石溪村为例，运用三种不同的多目标线性规划方法构建土地利用情景决策系统，探索村级土地利用结构的优化配置。

（１）不同的目标优先等级对帕累托最优解有显著影响。在渝北区龙兴镇的研究中，要获得较高的毛利润，则必须付出较高的生产成本和较多的农业化学品用量；如果既要实现毛利润和工时需求最大化，又要满足生产成本和农业化学品用量最小化，那么所得的帕累托最优解中高产量水果和蔬菜作物以及针叶树和水杉的种植面积必然会增加，在此基础上所有目标完成度才能超过４０％从而实现均衡状态；如果生态目标的优先级设置越高，则林地面积增加的越多；如果在实现工时需求最大化和农业用地面积最大化的同时，满足毛利润最大化这个经济目标，则水果和蔬菜的用地面积会相应的有所增加。ｌｌ

摘要

（２）目标优先级设置应该有客观标准。在运用土地利用情景决策模型时，应满足以下几个标准：乱研究区必须接近城市，如城乡结合部：ｂ．要有较为明显的旅游特征或潜质：ｃ．研究区是以农业生产为主的区域；ｄ．研究区有较多样的农业活动。当研究区有较为明显的旅游特征或潜质的时候，则适宜将环境目标作为优先考虑，从而促进林业物种的增加和其他非密集性的土地利用形式。而对于以农业生产为主的区域，则应该优先考虑经济目标，这样可以同时解决局部的社会问题，因为受惠的直接群体就是当地的农民。至于多种农业活动的区域，潜在的利益冲突就可能存在，因此优先考虑社会问题是必然的。

４多尺度土地利用优化系统

土地利用优化是一个繁复的运作体系，涉及到多个尺度下不同的因素，因此不同尺度研究体系的融合问题成为土地利用优化研究的热点和难点。本研究结合ＭＡＳ技术提出基于利益相关者ａｇｅｎｔ的多尺度土地利用优化系统框架。

（１）县域尺度下的研究单元是以行政区划图为基础的各个乡镇，镇域尺度下是利用土地利用现状图与行政区划图相叠加后利用栅格划分获得的，而村域尺度下则是以农户行为作为土地利用结构的主导因素，因此分析单元为农户，这些研究单元是多尺度土地利用优化系统运行的基础。由于研究的主要目的是为了探索土地利用的优化配置格局，因此在不同的尺度下选择了不同的土地优化配置的方法：县域尺度下考虑的是土地利用功能的引导性，所以选取了模糊数学方法进行主体功能分区：镇域尺度既要有一定的政策指导性，还必须拥有一定的实际操作性，因而基于模拟退火算法建立了土地利用优化分区模型，以优化算法求解定量模型的形式进行土地利用分区；而村域尺度需要更强的可操作性，以便指导农户行为，因此结合了三种多目标线性规划方法创建了土地利用情景决策系统，运用目标优先级的差异性体现决策者偏好对土地利用配置结果的影响，从而辅助决策者制定土地利用结构优化方案。

（２）多尺度土地利用优化系统的组织结构是Ａｇｅｎｔ个体之间交互的框架，由Ａｇｅｎｔ个体、Ａｇｅｎｔ组及Ａｇｅｎｔ域三级组织构成。在本研究中，Ａｇｅｎｔ个体就是政府、农户、科研工作者等，他们共同组成了利益相关者Ａｇｅｎｔ组，而本系统最核心的部分就是三个Ａｇｅｎｔ域一理论概念域、实证分析域以及模型方法域。Ａｇｅｎｔ个体之上有“组”和“域”两级管理协作机构，可以有效减少系统的内部冲突，协调问题求解，具有更强的问题求解能力，提高交流的效率。而“组”和“域”是开放、动态的概念，其中的成员数目是动态变化的，成员可以动态地加入或退出。这个动态演化的过程可视为Ａｇｅｎｔ随环境及目标需求的不断变化，连续进行协作关系的适应性调整过程。在这样的系统中探寻土地利用优化方案，可以有效的调动利益相关者，使各尺度的土地利用优化方案都是经过利益相关者反复交流的结果，从制定的过程上一改往日“由上而下”的规划体系，实现了真正意义上的参与式规划。

综上所述，本文系统研究不同尺度下的土地资源优化配置，不再局限于单一尺度或者采用某一数学方法得出优化配置方案的传统研究思维，构建了适合多尺度研究的土地资源优化ＩＩＩ

两南大学博＋学位论文

配置体系框架，为城乡统筹背景下的土地利用研究提供了新的思路和方法，弥补国内在土地利用研究的不足。但是由于某些尺度的研究只能在假设成立的条件下进行，所以还需要不断完善。此外三个尺度研究的耦合还需要具体的技术手段米加以实现，因此未来应继续加大时间段上的研究和尺度耦合的研究，以便应用到实践中。

关键词：土地资源配置尺度利益相关者景观ＩＶ

Ａｂｓ仃ｃｔ

Ａｂｓ仃ａｃｔ

ＷｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＣｈｉｎａ，Ｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎｈａｓｂｅｃｏｍｅ

ｕｓｅａｌｌｉｒｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｔｒｅｎｄｏｆｓｏｃｉａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓ，ｐｅｏｐｌｅ’Ｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｌａｎｄ

ｇｒｏｗｉｎｇ，ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎ

ｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｐａｃｅａｎｄｌａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｓｉｓａｌｓｏｂｅｔｗｅｅｎｐｅｏｐｌｅａｎｄｏｒｌａｎｄｌｅｄｔｏｍａｎｙｓｏｃｉａｌ，ｉｓｓｕｅｓ，ａｎｄ

ａｓｍａｙｒｅｓｕｌｔｉｎｔｈｅｄｉｓａｐｐｅａｒａｎｃｅｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｈａｂｉｔａｔ，ｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ

ｔｈｅｓｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ

ａｗｅｌｌａｓｔｈｅｗｅａｋｅｎｉｎｇｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓ．Ｈｏｗｔｏｒｅｓｐｏｎｄｔｏｉｎｔｅｇｒａｔｅｔｈｅｍｉｎｔｏａｎｄｐｏｌｉｃｙ，ｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｐｒｏｊｅｃｔｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｈａｓｂｅｃｏｍｅ

ａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｈｏｔｓｐｏｔｏｆｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅａｌｔｗｉｔｈｍｕｌｔｉ－ｓｃａｌｅｏｐｔｉｍａｌｕｎｄｅｒｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｓｃａｌｅｌａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓｌａｎｄｕｓｅｐａｔｔｅｒｎ，ｔａｋｉｎｇｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｂｌｏｃｋｓｏｆＹｕｂｅｉｄｉｓｔｒｉｃｔ，ＬｏｎｇｘｉｎｇｔｏｗｎａｎｄＨｅｙａｎｖｉｌｌａｇｅｅｔｃ．ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｗｏｕｌｄｅｎｒｉｃｈａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｌａｎｄｑｕａｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｂｙａｎａｔｏｍｉｚｉｎｇｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｍｕｌｔｉ—ｓｃａｌｅｌａｎｄｑｕａｌｉｔｙｉｎｈｉｌｌｙ－ｌａｎｄｒｅｇｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｉｌｌ

ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍｏｆｌａｎｄ

１．Ｌａｎｄｕｓｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｎｔｅｘｔｏｆｒｕｒａｌａｎｄｕｒｂａｎｒｅｓｏｕｒｃｅｓｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎａｔｃｏｕｎｔｙｓｃａｌｅ

ＴｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｍａｋｅｓｔｈｅｔｏｗｎｓｈｉｐｏｆＹｕｂｅｉｄｉｓｔｒｉｃｔｉｎＣｈｏｎｇｑｍｇａｓｂａｓｉｃｚｏｎｉｎｇｕｎｉｔｓｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈＣＯ－ｏｒｄｉｎａｔｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｌａｎｄｕｓｅｍａｉｎｆｕｎｃｔｉｏｎｚｏｎｉｎｇ．Ｆｉｒｓｔｏｆａｌｌ，ｗｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｃｅｒｔａｉｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ａｎｄｔｈｅｉｎｄｅｘｄａｔａｄｅｒｉｖｅｆｒｏｍ“ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌＹｅａｒｂｏｏｋ”，“ＹｕｂｅｉＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌ

ｗｅｈａｎｄｌｅＹｅａｒｂｏｏｋ＇’ａｎｄ“ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌＹｅａｒｂｏｏｋｏｆＬａｎｄａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ”．Ｔｈｅｎ，ｕｓｅａｎｄｓｅｌｅｃｔｔｈｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｂｙｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ．ＦｉｎａｌｌｙｗｅｃｌｕｓｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｌａｎｄｕｓｅｍａｉｎｆｕｎｃｔｉｏｎｚｏｎｉｎｇｉｎＹｕｂｅｉｄｉｓｔｒｉｃｔ．

（１）ＴｈｅｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓＣａｎｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙａｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｙｒｅｆｉｎｅｚｏｎｉｎｇｉｎｄｅｘ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｓｅｌｅｃｔｅｄ１５ｐｒｉｍａｒｙｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｆｒｏｍｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｓｏｃｉａｌｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ

ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｓｏ

ａＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｗｈｉｃｈｉｓｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｂｙｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔＷｅＣａｎｇｅｔｌｅｓｓｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｉｎｄｅｘｔｏｒｅｐｌａｃｅｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｖａｒｉａｂｌｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｗｈｉｃｈｉｓｆｅｗｍｏｒｅ．

Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｗｅｃｈｏｓｅ９ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｓｕｃｈａｓ‘＇ｔｈｅＦｉｎａｎｃｉａｌｒｅｖｅｎｕｅ”．‘＇ｔｈｅｐｅｒｕｎｉｔａｒｅａｙｉｅｌｄｏｆｇｒａｉｎ’’ａｎｄ“ｆｏｒｅｓｔ

ｃｏｕｎｔｙａｒｅａ＇’ｔｏｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｍａｉｎｆｕｎｃｔｉｏｎｚｏｎｉｎｇａｔｓｃａｌｅ．Ｔｈｅｓｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｎｏｔｏｎｌｙｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｎｅｓｓａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｌａｎｄｕｓｅｏｒｉｇｉｎａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｂｕｔａｌｓｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｗｏｒｋｌｏａｄａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｚｏｎｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．

ｗｅｌｌａｓｔｈｅ（２）ＴｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍＫ—ｍｅａｎｓｃｌｕｓｔｅｒａｎｄｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｃｌｕｓｔｅｒａｓ

ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒＡＮＯＶＡａｎａｌｙｓｉｓ

ｍｏｒｅａｎｄｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｎｔａｎａｌｙｓｉｓｍａｋｅｔｈｅｚｏｎｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｕｓｅａｃｃｕｒａｔｅ．Ｗｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅ１９ｘ１９ｆｕｚｚｙｓｉｍｉｌａｒｍａｔｒｉｘｂａｓｅｄ９ｓｅｌｅｃｔｅｄｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｔｏＫ．ｍｅａｎｓｃｌｕｓｔｅｒａｎｄｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｃｌｕｓｔｅｒｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｒｉｔｅｒｉｏｎ．ＷｅｆｏｕｎｄｔｈｅｚｏｎｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍｅａｃｈｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｓｉｍｉｌａｒｅｘｃｅｐｔｔｈｅＭｕｅｒｔｏｗｎ．Ｉｎｔｈｅｏｎｅ－ｔａｉｌｅｄＡＮＯＶＡａｎａｌｙｓｉｓｔａｂｌｅｏｎｌｙｔｈｅｉｎｄｅｘ“ｒｕｒａｌｐｅｒＶ

两南大学博十学仲论文

ｃａｐｉｔａｎｅｔｉｎｃｏｍｅ＇’ｈａｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔＦｖａｌｕｅａｎｄ

ｓａｍｐｌｅｓｉｓ８８．９％ｉｎ

ａｂｏｖｅｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｏｆＣｒｏｓｓ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎｏｎｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｎｔａｎａｌｙｓｉｓｗｈｉｃｈｓｈｏｗｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｓｉｄｅａｌ．Ｂａｓｅｄｄｉｓｔｒｉｃｔｉｎｔｏｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｗｅｄｉｖｉｄｅｄＹｕｂｅｉｆｏｕｒｍａｉｎｆｕｎｃｔｉｏｎａｌａｒｅａｓｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｅｄｆｒｏｍｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙｏｆｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｕｎｉｔｓ

ｄｉｓｔｒｉｃｔ．

２．ＬａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇｎａｔｕｒａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎＹｕｂｅｉｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎａｔｔｏｗｎｓｃａｌｅ

ＷｅｑｕａｎｔｉｆｙｔｈｅｚｏｎｉｎｇｐｌａｎｔｏｅｘｐｌｏｒｅＬｏｎｇｘｉｎｇｔｏｗｎｉｎｓａｔｉｓｆｙｉｎｇｔｈｅｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｔａｎｄ

ａｓｐａｔｉａｌｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｆｉｒｓｔｏｆａｌｌ，ｗｅｓｅｔｕｐ

ｏｆ

ＳＡｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｌａｎｄｏｎｕｓｅｚｏｎｉｎｇ．ＴｈｅｎｗｅｗｒｏｔｅＣ＋＋ｐｒｏｇｒａｍｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂｙｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇｏｎｅｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＡｒｃＧＩＳ．Ｏｎｔｈｅｈａｎｄｗｅｅｖａｌｕａｔｅｄｔｈｅｍｏｄｅｌ’Ｓｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓｆｒｏｍｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｖｉｒｔｕａｌｓｃｅｎｅ；ＯｎｔｈｅｏｔｈｅｒｈａｎｄｗｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄｕｓｅｚｏｎｉｎｇｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｂｙＣＶＭｍｅｔｈｏｄａｎｄａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｐａｔｉａｌａｎａｌｙｓｉｓ．

ｏｆｖｉｒｔｔｍｌｓｃｅｎｅ（１）ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｌａｎｄＵＳｅｏｐｔｉｍａｌ

ｚｏｎｉｎｇｍｏｄｅｌｉｓｖｅｒｙ

Ｆｒａｇｓｔａｔｓｓｈｏｗ

ｎｕｍｂｅｒ５５ｃｌｅａｒ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆＷｅｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈａｔ：Ｗｈｅｎｃａｎｃｅｌｅｄｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｔｈｅｒｅｓｕｌｔｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｈｅｍｏｓｔｐａｔｃｈａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｓｔｃｏｎｎｅｃｔａｎｃｅｉｎｄｅｘ６．１２，ｔｈｉｓｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｄｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｈａｖｅ

ｔｏｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ

ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｌａｎｄｓｃａｐｅｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ；Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｒｅｇｉｏｎｓ，ｔｈｅｍｏｒｅｉｎｔｅｎｓｅａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｔｈｅｉｎｄｅｘｖａｌｕｅｐｅｒｈａｐｓｔｈｅａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｍｏｒｅｅｘｃｈａｎｇｅｏｃｃｕｌｌｒｅｄｂｅｔｗｅｅｎｓｐｅｃｉｅｓｏｒｇｅｎｅｔｉｃｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｒｅａｓ，ｗｈｅｎｌａｎｄｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ

ｔｈｅｒｅａｒｅｖａｌｕｅｉｓ１ｂｒｏｋｅｎｔｈｅｒｅｉｓｔｈｅｍｏｓｔＡＩｖａｌｕｅ９３．１２，ｂｕｔｗｈｅｎｌａｎｄｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｖａｌｕｅｉｓ—ｌｍａｎｙ

ｐａｔｃｈｅｓｗｈｉｃｈｌｅａｄｔｈｅｔｏｔａｌｅｄｇｅａｃｈｉｅｖｅｍａｘｖａｌｕｅ１００３，ｔｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｌａｎｄｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｈａｄｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ；Ｗｈｅｎｔｈｅｍｏｄｅｌ

ｔｈｅｒｅｗｏｕｌｄｂｅ３ｃｌｅａｒｃｏｒｅＵＳｅｓｑｕａｒｅｄＥｕｃｌｉｄｅａｎｄｉｓｔａｎｃｅａｒｅａｓｗｈｉｃｈｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｌａｎｄｓｕｉｔａｂｌｅ．

ａ（２）ＢａｓｅｄｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｄａｔａｂａｓｅｏｆｌａｎｄ

ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｔｈｒｏｕｇｈｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｂａｓｉｓｍａｐｓ，ｔｈｅｒｅｃｏｕｌｄｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｒｅａｓｏｎａｂｌｅｚｏｎｉｎｇｗｈｉｃｈｉｓｎｏｔｏｎｌｙｔｏａｄａｐｔｔｏｔｈｅｒｅｇｉｏｎａｌｓｏｃｉｏ—ｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｂｕｔａｌｓｏｔｏｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｎａｔｕｒａｌｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．ＣＶＭａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｎａｔｕｒａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎＬｏｎｇｘｉｎｇｔｏｗｎｉｓ５６９６７２００ｙｕａｎ，ｉｔｃｏｎｆｉｒｍｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｔｏｗｎｔｏｕｒｉｓｍｉｎｄｕｓｔｒｙ．ＧｌｏｂａｌＭｏｒａｎ’ＳＩｉｎｄｅｘ０．５１３８ａｎｄｔｈｅｍａｐ

ａｏｆｐａｒｔｉａｌａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｌｌｒｅｆｌｅｃｔＬｏｎｇｘｉｎｇｔｏｗｎ’Ｓｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｈａｓｓｈｏｗｎｓｔｒｏｎｇｐａｔｔｅｒｎｏｆｓｐａｔｉａｌｖａｒｉａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ

ｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｅｆｆｅｃｔｏｆｎｏｎ－ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｈａｓ

ａｔｔｒｉｂｕｔｅｄａｔａ

ｏｒｇｅｎｅｒａｔｅｄ．ＷｅｃｏｍｐｉｌｅｄｒａｓｔｅｒｂｙｕｓｉｎｇａｃＣｅＳＳｄａｔａｂａｓｅｐａｃｋａｇｅｗｈｉｃｈｆｏｒｍｅｄｉｎｃｉｄｅｎｃｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｏｎｅ－ｔｏ—ｍａｎｙｌａｎｄｍａｎｙ－ｔｏ－ｍａｎｙｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄａｔａａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅＶＩ

Ａｂｓｔｒｃｔ

ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｏｚｏｎｉｎｇｍｏｄｅｌ．ＷｅｃｏｍｐａｒｅｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙｚｏｎｉｎｇｒｅｓｕｌｔｗｉｔｈｚｏｎｉｎｇｐｌａｎｎｉｎｇｉｎＬｏｎｇｘｉｎｇｔｏｗｎ，ｆｏｕｎｄｔｈａｔ：Ｚｏｎｉｎｇｒｅｓｕｌｔｏｆｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｍｏｄｅｌｒｅｖｅａｌｓｉｍｉｌａｒｆｏｒｍｓｏｆｌａｎｄｈａｖｅ

ａｒｅａａｕｓｅｃｏｒｅｂｅｔｔｅｒｍａｓｓｅｆｆｅｃｔ，ａｎｄｒｅｐｕｌｓｉｖｅｆｏｒｍｏｆｌａｎｄｕｓｅｐｒｅｓｅｎｔｒｅｍｏｖｅｄｓｔａｔｅ，ＳＯｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｉｓｖｅｒｙｏｂｖｉｏｕｓ．

ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ３．Ｌａｎｄｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎａｔｖｉｌｌａｇｅｓｃａｌｅ

ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｔｖｉｌｌａｇｅｓｃａｌｅｓｔｕｄｙＨｅｙａｎｖｉｌｌａｇｅ，ＦｅｎｂｉｖｉｌｌａｇｅａｎｄＳｈｉｘｉｖｉｌｌａｇｅｂｙＬａｎｄｕｓｅｓｃｅｎａｒｉｏｓｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｉｓｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄｗｉｔｈｔｈｒｅｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｉｎｅａｒｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅｇｏａｌｉｓｅｘｐｌｏｒｉｎｇｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｖｉｌｌａｇｅｌａｎｄｕｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ａｌｌｌａｎｄｕｓｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｄａｔａａｒｅｃｏｍｅｆｒｏｍ３４７ｖａｌｉｄｈｏｕｓｅｈｏｌｄｓｕｒｖｅｙｓ．

（１）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｉｏｒｉｔｙｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ

ｓｔｕｄｙｉｆｙｏｕｗａｎｔｔｏｇｅｔａｏｎｔｈｅＰａｒｅｔｏｏｐｔｉｍａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｈａｖｅａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔ．Ｉｎｔｈｉｓｈｉｇｈｅｒｇｒｏｓｓｐｒｏｆｉｔｙｏｕｍｕｓｔｐａｙｈｉｇｈｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｓｔｓａｎｄｇｒｅａｔｅｒｕｓａｇｅｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｃｈｅｍｉｃａｌｓ；ｔｈｅｍｏｒｅｈｉｇｈｅｒｐｒｉｏｒｉｔｙｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ

ｉｎｃｒｅａｓｅ；ｉｆｗｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓｓｅｔ，ｔｈｅｍｏｒｅｆｏｒｅｓｔａｒｅａｓｗｈｉｌｅｗａｎｔｔｏｍａｘｉｍｉｚｅｗｏｒｋｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ

ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓｗｉｌｌｂｅａａｎｄａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌａｒｅａｍａｘｉｍｉｚｅｇｒｏｓｓｍａｒｇｉｎ，ＳＯｔｈｅｆｒｕｉｔｓａｎｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｅｉｎａｒｅａ．

（２）Ｇｏａｌｐｒｉｏｒｉｔｙｓｅｔｔｉｎｇｓｈｏｕｌｄｂｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｃｒｉｔｅｒｉａ．Ｔｈｅｕｓｅｏｆｌａｎｄ－ｕｓｅｓｃｅｎａｒｉｏｄｅｃｉｓｉｏｎ—ｍａｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｈｏｕｌｄｍｅｅｔｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｃｒｉｔｅｒｉａ：ａ．ａｒｅａｓｃｌｏｓｅｔｏ

ａｔｔｒａｃｔｉｖｅｎｅｓｓｆｏｒｕｒｂａｎａｒｅａｓ；ｂ．ａｒｅａｓｏｆｐｒｏｎｏｕｎｃｅｄｔｏｕｒｉｓｍ；Ｃ．ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｌｙａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌａｒｅａｓ；ｄ．ａｒｅａｓｗｉｔｈｄｉｖｅｒｓｉｆｉｅｄａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ

ｌｏｇｉｃａｌｔｏａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ．Ｉｎａｒｅａｓｏｆｐｒｏｎｏｕｎｃｅｄａｔｔｒａｃｔｉｖｅｎｅｓｓｆｏｒｔｏｕｄｓｍ，ｉｔｓｅｅｍｓ

ｔｏａｐｐｌｙａｌｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙｏｒｉｅｎｔｅｄｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ（Ｅｎｖ＞Ｓｏｃ＞Ｅｃｏ）ｌｅａｄｉｎｇ

ｓｐｅｃｉｅｓ

ｏｒｉｅｎｔｅｄｐｒｏｍｏｔｉｏｎｏｆｎａｔｉｖｅｆｏｒｅｓｔｒｙａｎｄｏｔｈｅｒｎｏｎ—ｉｎｔｅｎｓｉｖｅｌａｎｄｕｓｅｓ．Ｉｎｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｌｙａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌａｒｅａｓ，ａｎｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｌｙｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ（Ｅｃｏ＞Ｓｏｃ＞Ｅｎｖ）ｗｏｕｌｄｆａｖｏｕｒｔｈｅｉｒｍａｉｎｓｏｃｉａｌｇｒｏｕｐ．ｆａｒｍｅｒｓ．Ｉｎａｒｅａｓｗｉｔｈｄｉｖｅｒｓｉｆｉｅｄａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ，ｔｈｅｐｒｅｓｕｍａｂｌｅｃｏｎｆｌｉｃｔｓｏｆｉｎｔｅｒｅｓｔａｓｒｅｇａｒｄｓｔｈｅｕｓｅｏｆ

ｓｏｃｉａｌｌｙｏｒｉｅｎｔｅｄｌａｎｄｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔａｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ（Ｓｏｃ＞Ｅｃｏ＞Ｅｎｖ）ｍｉｇｈｔｂｅｍｏｓｔａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ．

４．Ｍｕｌｔｉ－ｓｃａｌｅｌａｎｄｕｓｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ

Ｌａｎｄｕｓｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｉｓａｃｏｍｐｌｅｘｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｉｎｖｏｌｖｅｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆａｃｔｏｒｓａｔｍｕｌｔｉｐｌｅｓｃａｌｅｓ，ＳＯｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｏｆｓｙｓｔｅｍｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃａｌｅｓｈａｓｂｅｃｏｍｅｆｏｃｕｓａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｉｎｌａｎｄｕｓｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈ．ＴｈｉｓｓｔｕｄｙｗｈｉｃｈｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＭＡＳ

ｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｐｒｏｐｏｓｅｄｔｈｅｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｍｕｌｔｉ－ｓｃａｌｅｌａｎｄｕｓｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ

ｓｃａｌｅａｒｅＳｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎａｇｅｎｔｓｔａｋｅｈｏｌｄｅｒｓ．（１）Ｒｅｓｅａｒｃｈｕｎｉｔｓａｔｃｏｕｎｔｙｔｏｗｎｓｂａｓｅｄａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅｍａｐ，ｒｅｓｅａｒｃｈｕｎｉｔｓａｔｔｏｗｎ

ｍａｐ，ｓｃａｌｅａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｇｄｄｄｉｖｉｓｉｏｎｂｙｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｐｒｅｓｅｎｔｌａｎｄ－ｕｓｅｍａｐａｎｄａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅ

ａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｕｎｉｔｓａｔｖｉｌｌａｇｅｓｃａｌｅａｒｅｈｏｕｓｅｈｏｌｄｓｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｈｏｕｓｅｈｏｌｄｂｅｈａｖｉｏｒｉｓｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔ

ｕｓｅｆａｃｔｏｒｏｆｌａｎｄｕｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｓｅｒｅｓｅａｒｃｈｕｎｉｔｓａｒｅｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｒｕｎｎｉｎｇｍｕｌｔｉ－ｓｃａｌｅｌａｎｄ

ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｓｉｎｃｅｔｈｅｍａｉｎｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙｉｓｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｏｐｔｉｍａｌａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄｕｓｅｐａｔｔｅｒｎ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｗｅｃｈｏｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆｏｐｔｉｍａｌａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃａｌｅ：ｔｈｅＶＩＩ

两南大学博十学位论文

ｍｅｔｈｏｄａｔｃｏｕｎｔｙｓｃａｌｅｉｓｕｓｉｎｇｆｕｚｚｙｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓｔｏｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｚｏｎｉｎｇｂｅｃａｕｓｅｏｆｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｇｕｉｄｉｎｇｌａｎｄｕｓｅ；ｔｈｅｍｅｔｈｏｄａｔｔｏｗｎｓｃａｌｅｉｓ

ｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄ

ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｎｌａｎｄｕｓｅｚｏｎｉｎｇｂｙｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｍｏｄｅｌｓｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｎｅａｌｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｔｈｅｍｅｔｈｏｄａｔｖｉｌｌａｇｅｓｃａｌｅｎｅｅｄｍｏｒｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｂｅｈａｖｉｏｒ，ＳＯｗｅｃｏｍｂｉｎｅｄｔｈｒｅｅｇｕｉｄｅｔｈｅｈｏｕｓｅｈｏｌｄ

ｌａｎｄｕｓｅｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｉｎｅａｒｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｍｅｔｈｏｄ

ｔｏｔｏｃｒｅａｔｅｓｃｅｎａｒｉｏｓｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｕｓｅｐｒｉｏｒｉｔｙｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｏｎｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｒｅｆｌｅｃｔｄｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｋｅｒｓ

ｕｓｅｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｌａｎｄ—－ｕｓｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄａｓｓｉｓｔｐｏｌｉｃｙｍａｋｅｒｓｔｏｆｏｒｍｕｌａｔｅｌａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍ．

ｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓａ（２）Ｍｕｌｔｉ—ｓｃａｌｅｌａｎｄＵＳｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅ

ｏｆｉｎｄｉｖｉｄｕａｌＡｇｅｎＬＡｇｅｎｔ

ＳＯｏｎ，ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌＡｇｅｎＬｗｈｉｃｈｉｓｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｂｙｔｈｒｅｅｌｅｖｅｌｓｏｆｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｇｒｏｕｐａｎｄＡｇｅｎｔｄｏｍａｉｎ．ＩｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｎｄｉｖｉｄｕａｌＡｇｅｎｔｉｓｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ，ｆａｒｍｅｒ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒａｎｄ

ｔｈｅｙｆｏｒｍｅｄｓｔａｋｅｈｏｌｄｅｒｓＡｇｅｎｔｇｒｏｕｐ，ａｎｄｔｈｅｍｏｓｔｃｒｕｃｉａｌｐａｒｔｏｆｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｉｓｔｈｅｔｈｒｅｅＡｇｅｎｔｄｏｍａｉｎｓ：ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃｏｎｃｅｐｔｓｄｏｍａｉｎ，ａｎａｌｙｓｉｓｄｏｍａｉｎａｎｄｍｏｄｅｌｄｏｍａｉｎ．ＡｂｏｖｅｔｈｅｉｎｄｉｖｉｄｕａｌＡｇｅｎｔｔｈｅｒｅａｒｅｔｗｏ－ｓｔａｇｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｃｏｌｌａｂｏｒａｔｏｒｓ

ｔｏｏｆ‘‘ｇｒｏｕｐ’’ａｎｄ‘‘ｄｏｍａｉｎ’’ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍ’Ｓｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｎｆｌｉｃｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｐｒｏｂｌｅｍａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈｍｏｒｅｐｒｏｂｌｅｍ—ｓｏｌｖｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅ“ｇｒｏｕｐ’’ａｎｄ“ｄｏｍａｉｎ＇’ｉｓａｎｏｐｅｎ，ｄｙｎａｍｉｃｃｏｎｃｅｐｔｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｍｅｍｂｅｒｓｉｓ

ＴｈｅｄｙｎａｍｉｃａｎｄａｓｔｈｅｍｅｍｂｅｒｓＣａｎｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙｊｏｉｎｏｒｌｅａｖｅ．ｄｙｎａｍｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｃａｌｌｂｅｒｅｇａｒｄｅｄＡｇｅｎｔｃｈａｎｇｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｔｈｅ

ａｔａｒｇｅｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅａｄａｐｔａｔｉｏｎ．Ｉｎｓｕｃｈｓｙｓｔｅｍｔｏｅｘｐｌｏｒｅ

ＵＳｅｌａｎｄＵＳｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍ，ＷｅＣａｌｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｍｏｂｉｌｉｚｅｓｔａｋｅｈｏｌｄｅｒｓ，ａｎｄｌａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ

ａｐｒｏｇｒａｍｓｏｆｔｈｅａｔｅｖｅｒｙｓｃａｌｅａｌｌｒｅｓｕｌｔｆｒｏｍｒｅｐｅａｔｅｄｅｘｃｈａｎｇｅｏｆｓｔａｋｅｈｏｌｄｅｒｓ，ｆｉｎａｌｌｙｔｏａｃｈｉｅｖｅｒｅａｌｓｅｎｓｅ

ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｏｒｙｐｌａｎｎｉｎｇ．

Ｉｎｓｕｍｍａｒｙ，ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓｔｕｄｙＯｐｔｉｍａｌａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆ

ｓｃａｌｅ，ｎｏｌｏｎｇｅｒｌｉｍｉｔｅｄｔｏ

ｔｏａｌａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｎｇｌｅｓｃａｌｅａｏｒｔｒａｄｉｔｉｏｎｔｈｉｎｋｉｎｇｔｈａｔＵＳｅｃｅｒｔａｉｎｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｇｅｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍ，ｂｕｉｌｔｌａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｍｕｌｔｉ—ｓｃａｌｅｓｔｕｄｙ，ｐｒｏｖｉｄｅｄｎｅｗｉｄｅａｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｌａｎｄＵＳｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｃｏｎｔｅｘｔｏｆｕｒｂａｎａｎｄｒｕｒａｌａｒｅａｓ．ｍａｄｅｕｐｆｏｒｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃｓｈｏｒｔａｇｅｏｆｌａｎｄＵＳｅｓｔｕｄｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ

ｃａｒｌｓｙｓｔｅｍｒｅｑｕｉｒｅｓｃｏｎｓｔａｎｔｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｂｅｃａｕｓｅｃｅｒｔａｉｎｓｃａｌｅｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｌｙｃａｒｒｙｏｕｔｏｎａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｏｆ

ｔｈｒｅｅｓｃａｌｅｓｎｅｅｄｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｔｏｂｅａｃｈｉｅｖｅｄ，ＳＯｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅＷｅｓｈｏｕｌｄｃｏｎｔｉｎｕｅｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｓｔｕｄｙｏｆｃｏｕｐｌｉｎｇｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｐｐｌｙｔｏｐｒａｃｔｉｃｅ．

ｓｔａｋｅｈｏｌｄｅｒｓｌａｎｄｓｃａｐｅＫｅｙｗｏｒｄ：ｌａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎｍｕｌｔｉ—ｓｃａｌｅ

ＶＩＩＩ

独创性声明

本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁在文中作了明确说明并表示衷心感谢。

学位论文作者：彳刁可／＼Ｊ签字日期：加户年参月？日‘

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院（筹）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。

（保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：哳保密，口保密期限至年月止）。

学位论文作者签名：尹刁可导师签名：

签字日期：鳓彳ｎＩ签字日期：加／Ｄ年么月孑日办舛６月哭日

第１审文献综述

第１章文献综述

在工业化、城镇化的迅猛发展势头下，人们对土地的需求不断增加，而土地本身是稀缺性资源，这就使得土地资源的经济供给与其社会需求之间出现不均衡，从而导致土地资源利用的非农化倾向日益加剧。在可持续发展的战略主题下，如何对区域内国民经济各部门、各行业用地量的合理分配，解决各部门、各行业土地需求的矛盾，促进土地资源利用的集约化，成为土地科学特别是土地利用学迫切需要研究的课题…。土地资源配置是一个转变用途的社会进程，是指土地资源在部门间（用途间）、空间和时间上分布的状态。而土地资源优化配置，就是要对区域土地资源的现状构成、利用特点以及潜在的问题进行全面地认识，然后在此基础上首先分析社会经济发展目标，然后系统地分析土地供需状况，以便对土地资源加以合理地配置，并最终以政策措施的形式规范人类的活动、协调人地关系，保证人地系统运行的协调，实现可持续发展【２ｌ，在维护土地的生态系统功能的同时，获取土地利用的最佳经济效益、社会效益和生态效益１３；４】。土地资源优化配置可以表现为宏观、中观、微观三个尺度的模式。宏观层次配置是指土地利用类型在各产业部门的用地分配，中观层次配置是各产业部门根据自身用地指标进行部门内用地组合，微观层次配置是指地块内部不同品种或类别的配置。而在不同尺度下，社会经济和生态环境都将从不同角度对土地资源的配置产生影响。资源配置与社会经济发展从来都是不可分割的。一定意义上说，两者只有阶段的先后之分，而无质的差异。有什么样的资源配置格局，也就具有什么样的区域发展格局，这一点已为世界经济发展的历史所证明【５１。土地资源合理分配必须实现两个目标：一是在各种具有竞争性的用途之间均衡有效地分配土地资源：二是从综合效益的角度不断提升土地资源利用的潜力。利用较为有限的土地资源推进国民经济快速发展并努力实现其它社会目标，是摆在土地资源配置研究面前的一项重要任纠６１。此外，土地资源优化配置及其环境效应也已成为土地科学研究与保障国民经济持续健康发展的重要课题。快速城市化和工业化过程在创造巨大经济社会发展成就的同时，也影响着人类社会发展的诸多领域Ｉ＿７－９１，其中土地资源供需失衡及各类用途间的激烈竞争已经成为该过程中的关键矛盾【１０１。与此同时，土地资源配置格局也趋于加速演变并导致土地污染、土壤退化等一系列环境负效应【１１１，引起了广泛关注。

土地利用优化配置的研究发展很快，但一直Ｎ２０世纪７０年代才真正进入实质性阶段。７０年代遥感技术与地理信息系统技术已经较为成熟，为土地利用研究者运用计算机技术解决局部土地利用的具体问题提供了极人的便利。这主要包括：

变‘协１４１；（２）基于遥感技术研究土地利用分类【１５；１６】；（１）分析并监测土地利用形式的演（３）基于ＧＩＳ平台研究土地利用空间格局演化【１７；１８】；（４）运用ＧＩＳ技术制定土地利用规划并绘制专题地图【１９‘２１１。进入８０年代后，土

（１）产业用

（３）机地利用的配置研究更加深入，并广泛应用了３ｓ技术手段。其研究领域主要包括：地优化配置研究【２２】；（２）土地使用政策及其对土地利用优化配置的作用研究等【２３１；

两南大学博十学位论文

理研究‘２４１。本章的目的就是回顾关于土地资源配置的现有研究，并提出一些主要发展的关键问题。

１．１基于不同目标的土地资源配置研究

在特定的技术经济环境下，土地资源优化配置的目标可以有以下两种描述【２５】：①以有限的土地资源获取最可观的效益；②在获得预定效益的前提下尽量减少对土地资源的利用。实现土地利用优化配置是为了获取持续增加的综合效益，即以经济效益为主，同时兼顾环境效益、产业效益和公共效益的有机系统。土地利用的综合效益主要由以下几个部分组成：生产效益（保持旺盛的生产力以及稳定的产量）；经济效益（最大限度的获取经济利益）；生态效益（关注生态环境质量和资源承载力）；社会效益（提供生活水平、文化素养和道德品质等）；科学技术效益（将高科技转化为实际产品）。既然土地利用优化配置的主要目标是发展经济，就要尽可能实现土地利用经济效益的最大化；而社会目标则是指土地利用配置要从公平的角度出发，并保障人民生活水平的逐渐提升；生态目标是指要保持良好的生态环境，不断提高环境质量。综合效益并不仅仅是在各目标间找到平衡点或单纯的要求不同目标的效益最大化，而是在确立主导目标的基础上，逐步实现其它目标，主导目标的选择需要根据具体情况因地制剖２６ｌ。合理的配置必然涉及各个主体利益之间的博弈，这就意味着要解决和协调各种不同的社会矛盾，而这些矛盾主要是行为主体之间的矛盾，如居民、开发商、和政府就表现出截然不同的三种土地资源配置偏好，通过合理地配置土地资源可以使这三大主体的利益实现最大程度的统一。虽然土地利用的最大目标是综合效益的持续获取，但不同的行为主体想要实现的土地利用目标也不完全一样，居民想拥有适宜于生活的景观，开发商则追求土地经济效益的最大化，而政府则更关注土地的可持续利用，因而表现出的土地利用效益也有所差异，居民注重生态和环境效益，开发商聚焦于经济效益，政府则希望兼顾经济发展、社会稳定和生态保护。但不管怎么样，只有作到“因地制宜、地尽其用、各得其所、合理利用、协调控制”［２７】，才算是达到了土地资源优化配置的目标。

１．１．１基于社会经济目标的土地资源配置研究

刘彦随把建设用地面积与我国ＧＤＰ总量进行相关性分析，指出两者存在明显的对数相关关系，这表明建设用地的集约利用程度在不断提高，研究还发现ＧＤＰ与建设用地面积呈同步增长的趋势，但后者的增长幅度逐渐变小【２引。也有学者认为，经济的快速发展必然引起产业结构的调整，而区域土地利用结构与土地利用空间布局会受其影响，因为产业结构的变动或多或少都需要在空间和结构上重新分配十地资源。有什么样的产业结构就有什么样的用地结构与之相适应，所以调整了产业结构就必然在用地结构上有所变化，从某种意义上讲产业结构的合理性就意味着资源配置的优化程度１２９ｌ。而随着经济的不断发展，变化的消费结构与日渐提升的消费水平开始成为土地需求变化的重要驱动因素。２００５年全国土地利用变更调查报２

第１章文献综述

告指出，我国建设用地面积和城镇化水平之间存在显著的正相关关系，城镇化水平的提升对建设用地面积具有拉动效应。为了满足不同产业部门在城市化进程中的土地需求，缓解各部门之间的竞争性用地矛盾，最大限度地提高各部门的生产力，必须进行土地资源的利用优化配置，从根本上提高城市经济的总体发展水平。城市化进程中城市的人口不断增加、产业逐渐扩张，这些会使城市的范围扩大，用地面积的需求也不断增加，这是城市化的必然结果。如果不是有计划的扩大城市面积，拓展城市空间，会导致城市土地供过于求，不符合城市发展的实际水平，从而闲置和浪费大量的土地资源。为了实现城市化进程中适度的土地规模和合理的用地结构，提高土地利用的综合效益，必须对土地资源进行优化配置以保障城市经济的健康发展【３０】。以上研究充分证明，土地资源配置与经济发展之间存在密切的关系。但城镇经济与城镇土地利用之间的关系，只能这样表述：土地作为一种经济要素，在经济总量计算方程中的影响效度较低，因为城镇土地的增量在一定时期内是非常有限的，所以在城镇经济增长的预测模型中，更重要的要素是结构、制度、资本、技术、效率。而如何在有限的土地资源条件下促进区域经济的发展，就需要在土地利用的优化配置上下功夫【３１１。

要揭示土地资源配置与经济社会发展的关系，不仅需要理论的定性分析，还需要进一步采取定量模拟的方法，着眼于区域经济社会发展与土地利用的互动关系分析，为土地利用结构与布局优化提供依据。

１．１．２基于生态环境目标的土地资源配置研究

土地资源优化配置一直是土地科学的核心研究问题之一。从生态学角度研究土地资源的可持续利用成为当前研究的一个热点，在国内，类似的研究也不少见，传统的土地资源优化配置模型总体上可分为多目标规划、目标规划、系统动力学和基于景观生态学的土地利用景观格局优化模型等基本类型。在此基础上，通过与相关模型算法集成，形成了一系列具体优化模型，如土地利用总体规划的ＳＤ＆ＬＰ模型【３２】；土地资源优化配置的物元模型【３３】；土地资源结构优化配置的序列模型方、法【３４】；还有从协调好生态、经济和社会效益的关系出发，以－十地资源利用最大耦合效益作为土地资源可持续利用规划的核心内容，建立了基于灰色线性规划的耦合模型【３５】；以及耕地需求量预测的灰色马尔可夫链预测模型和基于ＳＤ＆ＭＯＰ的土地利用结构优化模型３６Ｊ；基于生态绿当量的土地利用结构优化【３７】：基于神经网络的元胞自动机模拟复杂土地利用系统【３８】。刘小平将生态学与元胞自动机结合进行土地可持续利用规划研究，给每一个元胞赋予不同的“生态位”：包括“农业生态位”、“城市发展生态位”、“可持续发展生态位”，根据政府不同的规划目标，在城市的发展中，元胞的各个“生态位”相应“贡献”不同的作用ｆ３９ｌ。这些模型都在一定程度上解决了传统土地资源优化配置模型的非动态、单目标性等缺点。

基于生态环境目标的土地资源配置研究多倾向于定量化的模型研究，研究的结果是比较科学和准确，但前提是拥有较为精确且广泛的基础数据，而且研究的实用性也有待进一步发３

两南大学博十学位论文

展。

１．２基于不同角度的土地资源配置研究

２０世纪６０年代人们意识到环境恶化所带来的危害后，便开始重视土地利用规划的编制，以达到更加优化的配置土地资源和保护环境的目的。于是欧美各国政府开始在编制规划的时候，更多的考虑环境的因素，但对于如何引入环境保护的理念，并没有太明确的答案和方法，所以这个时期许多学者开始对规划初期的决策方法进行研究，初步提出了如何在规划中更多的考虑环境的因素。１９６５年美国的城市化进度不断加快【４们，城市边缘的土地被不断占用，因此有学者提出应该进行彻底和完整的土地资源自然属性分析，并将其作为前期工作融入到土地利用规划的编制过程中，成为限制土地利用规划的有效手段。对环境质量的重视，使得新的学科也介入到土地利用规划的编制中，这就是生态学１４¨。Ｃａｉｎ曾向美国众议院陈诉了土地利用规划中的生态学研究具有很重要的意义，认为规划不应该只考虑经济，政治和社会的因素，还应该考虑到土地本身的自然属性１４２１。

随着研究的深入，西方学者们尝试将更多学科引入到土地资源配置的研究中。Ｈ．

Ｖｏｓｓｍｅｒｂａｕｍｅｒ提出应该将环境地质学应用到土地利用规划和资源管理中１４３｜。当然也有西方学者将研究的目光投向发展中国家，他们认为在发展中国家农业的发展是调节经济增长的关键因素，但是在农业发展规划中对环境因素的考虑却远远不够。他认为应该致力于研究生物物理过程对生产力的影响，并结合社会经济因素，在实践的基础上来进行区域的规划Ⅲ】。到了２０世纪７０年代中期，人们开始注意到各种尺度下土地利用规划之间的冲突，即各种规划的目标以及限制条件的不同，并运用各种技术手段试图解决这个矛盾。ＤｅｅｐａｋＢａｍｍｉ在增长模式中同时考虑多个目标和多种限制，以便使十种土地利用形式的使用面积达到最优，从而为综合土地资源配置提供了一个优化模到４５１，虽然该模型设置了多个目标和限制，但是考虑的范围仅仅是土地利用本身的冲突和经济效益，对于环境因素还考虑的不多。而西班牙学者Ｅ．Ａｙｕｓｏ等开发了一个计算机模型，他们对不同影响环境冈素的信息采集后，进行定量分析，而计算机模型即是基于定量分析而作出的土地优化配置１４６１。此时运用计算机模拟技术逐渐成为土地利用优化配置研究的趋势，于是有学者开发出针对土地利用决策引发自然、经济、环境影响的检测评估系统，该系统对土地利用规划编制者也是大有裨益１４７｜。针对公众对于新的规划理念了解甚微的问题，学者们对政府规划评估也进行了大量的研究，从公众参与的角度提出了建议，认为应该开设教育项目，让更多的人了解土地利用规划的方法和原则，并激励他们献计献策【４８】。Ｗｉｌｌｉ锄就基于环境保护的立场提出了一种对政府土地利用规划战略评估的方法，在研究中，他试图通过这样的评估方式让更多的人了解规划的真正含义，将环保的理念深入人心１４引。美国亚利桑那州大学的Ｊ．Ｅ．Ｒｏｄｉｅｋ也提出将景观分析这个生态系统评估技术运用于土地利用规划的评估当中，景观分析本身是用于检测人的行为对景观以及自然的影响而４

第１章文献综述

产生的技术，通过将其用于评估规划方法，有利于帮助规划者了解规划的利弊和做出更优化的选择１５０Ｊ。

随着生态学的观念进一步深入到规划的编制中，人们发现人类生态学的焦点应该是土地利用【５¨。人类生态学理论提供了一个很好的框架，将社会科学与自然科学融入到规划中，人类生态学观点最主要的优势就在于可以增加规划的可行性，所以关于这方面的研究是值得开展下去的【５２１。于是学者们更多的开始运用各种技术方法，从生态和自然资源可持续性的角度，进行定量和定性的分析，尤其是将各种参数引入到规划的制定过程中，有效的促进了土地资源优化配置方法的发展。Ｇｅｒａｌｄ设计出一个气候和地理形态的土地分类系统，将３３个土地类型和５８种土地利用系统确认、描述并做成详细的目录。然后据此预测各种土地利用系统下各种土地类型的投资，收入，产量，农业化学输入和侵蚀等情况。这些预测信息可以用于多目标土地利用决策系统。有了这个系统，人们就可以设置他们要优先实现的目标，以及要实现这个目标所应该选择的地方，达到优化土地配置的目的１５３１。从土地适应性的角度对城市边缘的土地利用配置进行的研究，对现有的方法提出了质疑并提出了一种新方法，在考虑到各方利益群体以及规划的政策性和宏观性的基础上，将基础的地理地质参数数据结合于其中，使城市边缘的土地利用达到优化配置的结果【５４】。Ａｎｔ６ｎｉｏＳ．Ｃｆｉｍａｒａ开发出一个计算机数学模型用于指导区域十地利用配置。这个模型的核心是一个预定的多目标函数，该函数包括经济和生态变量，同时可以及时针对给定的地点做出必要的控制策略，从而达到优化土地利用的目的。该模型是基于启发网络理论，动态模拟和多目标规划，而它的主要优势就在于，结合了逻辑规划１５５１。土地资源信息系统（ＬＲＩＳ）也是运用计算机技术协助土地利片ｊ规划的制定，利用各种公布的数据，包括土壤，地形，植被，土地利用承载力等，并将他们绘制成图，从土地资源的可持续性角度对土地利用规划做出限制１４ｓ】。虽然ＧＩＳ技术越来越多的应用于土地利用规划和政策的分析中，但是就当时的计算机发展水平，这样的软件只能用于大型主机或者昂贵的小型机上，而随在规划的深入发展，公众参与的程度加大引起规划复杂性的与日俱增，Ｍｅｉｒ于是将基于工作站技术的ＧＩＳ弓Ｉ入，作为一种解决其复杂性的方法应用于规划和政策的分析中１５６］。此外还有学者将生态绘图法运用于土地利用规划中，首先将多种生态绘图法进行对比和分类，发现可以分为两种趋势：一种是选择．定性趋势，一种是整体．描述性趋势。然后对规划中涉及的大尺度生态绘图进行了分析，发现两者有着不可分割的联系，于是指出，考虑到多方因素的规划行为其实是一个融合了技术性的过程，并且他认为在未来的规划中，将更多的关注微观局限对规划的影响，所以生态绘图法是可以并且能够在规划中发挥很好的指导作用

【５７】。

随着计算机技术的蓬勃发展，为数学模拟模型的应用提供了良好的条件，于是土地研究者们更多将模拟模型引入规划的制定过程中，以考虑规划中涉及到的纷繁复杂的因素。Ｋｅｓｈａｂ将一个多目标线性规划模型应用于尼泊尔丘陵农场的土地利用规划中，这个模型不仅提高了技术上的有效性，还可以计算出各规划的机会成本，借此估计该规划的成效【５８】。该模型为分５

两南大学博十学位论文

析土地利用规划和整合多部门的目标提供了一个数学方法。在一些用传统方法不太可能解决的问题上，运用神经网络以期达到目的的研究已经开展了很多年，但是将其实际应用尤其是用于土地资源管理的例子却很少。还有的学者提出应该增加ＧＩＳ和ＲＳ在土地利用规划中的应用，于是设计了一个动态土地利用规划系统，作为决策支持应用于规划中。这个系统是基于ＧＩＳ平台模拟制定决策逻辑过程的一个强大程序，然后利用一个综合的规划模型从战略和应用等各个层面上得出规划【５９】。模型包括作物生长模拟模型、线性规划模型和空间决策模型，作物生长模型是为了精确的估计各种适宜的土地利用下的产量，线性规划模型是为了结合自然信息、社会经济资料以设计出利益最火化的合适的规划，而空间决策模型是将线性规划模型做出的规划转换为可实施的操作型规划。由于土地评价对于土地利用规划的制定是具有相当的指导意义，于是不少学者将士地评价中的方法引入到土地利用配置当中，土地评价的专家系统ＥＴＣＯＮ（ＥＴｈｉｏｐｉａＣＯＮｓｅｒｖａｔｉｏｎ）就被引入土地利用规划中，利用它来基于土地单元的特性和需要的土地利用类型来作出规划唧】。艾雷（Ｉｓｌａｙ）土地利用决策支持系统（ＩＬＵＤＳＳ）也被引入到土地利用规划中，ＩＬＵＤＳＳ是以知识为基础的空间决策支持系统，该系统帮助规划者评估各种土地利用方式下的土地利用潜力，以发展苏格兰西海岸的艾雷（Ｉｓｌａｙ）岛。它的主要功能包括质疑规划，形成土地利用模型米评估土地利用潜力，最后通过自动结合数据库，限制条件来评估这个土地利用模型【６¨。ＩＬＵＤＳＳ能够根据规划者的行为、各种相关评估标准和因素来评估土地利用的潜力。１９９９年麦考利土地利用研究协会的ＫｅｉｔｈＢ．Ｍａｔｔｈｅｗｓ等提出了ＤＳＳ，即空间决策支持系统，它作为管理工具应用于土地利用规划中，满足了农村土地管理者探索土地利用的方式以及土地利用变化的潜在影响的需要【６２】。ＤＳＳ系统基于五个组成要素：ＧＩＳ系统、土地利用模块、影响评估模块、用户绘图界面以及土地利用规划工具。这些组成部分通过两个软件平台得以贯穿起来，一个是美Ｉ垂ｌＯｅｎｓｙｍ公司的基于知识系统的Ｇ２环境开发软件，另一个是ＳｍａｌｌｗｏｒｌｄＧＩＳ软件。该系统有两个重要的方面，一是面向对象范型的利用促进了地理空间信息的结合，二是结合了ＫＢＳ和ＧＩＳ的功能性并适当运用遗传算法得出最适宜的土地利用规划。

西方发达国家的工业化进程不断加快，简单地从农业的角度分析土地利用规划已不能满足政府决策的需要，于是很多学者开始从工业危害的角度对土地利用规划进行研究，以帮助政府作出较为优化的决策。ＡＲＩＰＡＲ．ＧＩＳ量化区域的风险分析就是一种协助制定土地利用规划的工具，ＡＲＩＰＡＲ本身是用于量化危害程度的，与ＧＩＳ结合后即可以对危机进行预测控制，以及评估，从而为土地利用规划的制定提供了有力的支持和帮助【６３１。同年希腊系统可靠性与工业安全实验室ｌｏａｎｎｉｓＡ．Ｐａｐａｚｏｇｌｏｕ等学者将基于多标准决策分析（ＭＣＤＡ）的决策支持系统（ＤＳＳ）用于区域炼油厂发展规划中，从生物潜在流失（ＰＬＬ）的角度加以分析，做出合理规划来控制该区域工业发展对环境的影响【６４１。ＩａｎＴ．Ｃａｍｅｒｏｎ也介绍了一个基于网络的原型交互式决策支持系统，并将这个系统用于土地利用规划以控制危险工业。该系统是在分级系统观点的基础上开发研制的，它可以指导用户制定决策，也可以在帮助用户在设定的各种危险等６

第１章文献综述

１ＩＩＩ曼曼曼曼量曼曼曼曼曼曼曼曼曼笪皇曼曼曼曼皇曼量曼曼曼量曼曼皇曼曼曼曼舅曼量曼曼曼曼皇曼曼！！！曼曼曼曼曼量曼曼曼曼曼曼皇！曼曼曼曼曼曼曼曼曼笪曼曼曼曼曼曼曼曼曼量级Ｆ进入系统演示如何控制这些危险物质１６引。这些功能为控制和工厂选址提供了最基本的信息，从而为当地的规划提供了可持续性发展的选择性，降低工业发展对环境的影响。有的决策支持系统可以有助于政府政策制定者对区域农村发展的规划。这个ＤＳＳ是基于农业生态区域模型的，该模型是非交互式优化模型，而通过这个系统的开发，结合一个多标准优化形式扩大了该模型的决策分析范围，从而促进在各个不同决策标准中融入用户互动式决策支持模型，以达到一个平衡的分析，最终得出最优的规划［６６】。此外，遗传算法在土地利用规划中的应用也十分普遍，其实遗传算法是用于解决非线性组合优化问题的特殊方法，比如将遗传算法结合到土地利用规划中，提出目标规划—参考点方法，用于解决各种不同土地利用方式下如何协调不同目标和限制的空间规划问题。而这是一个困难的非线性组合优化问题，最终的办法就是将遗传算法结合到土地利用规划决策支持系统中【６７】。另外基于可持续性的目标，构建指标体系用于土地管理和审查变的越来越普遍，研究发现通过一些结构研究方法将指标体系考虑为一个整体，根据系统概念来突出其优缺点。他们称这种方法为相关指标体系模型（砌Ｍ），并用这个模型为土地利用管理提供支持１６引。

综上所述可以看出，土地资源优化配置方法研究始终是闱绕着可持续发展的主题，研究者从理论探索到各学科的交叉结合，从微观的自然科学领域到宏观的政策制定层面，希望在经济发展、社会稳定以及生态保护三者之间尽力找到平衡点，以便为可持续发展提供可行的措施。

１．３土地资源优化配置模型研究现状

土地资源优化配置是一项复杂的系统工程，是一个多层次、多目标的持续拟合与决策过程。建立土地资源优化配置模型需要使用不同学科的方法，包括动态仿真、系统动力学、数学规划、运筹学等理论和方法。本节通过比较分析建模方法，了解其研究的现状。

１．３．１线性规划方法

线性规划方法是一种最常用的土地利用建模方法，它可以求解多方面的问题，除了线性问题，它还可以使用对数法等解决一些非线性问题。许多研究者采用线性规划模型优化区域尺度和地块尺度上的土地资源１６９４１１，尤其是在地块尺度下的土地利用结构优化研究中使用最为频繁。比如ＬＵＡＭ（ＴｈｅＲｅａｄｉｎｇＬａｎｄＵｓｅＡｌｌｏｃａｔｉｏｎＭｏｄｅｌ）模型就是一个线性规划模型，该模型加入了影响农用地的各种因素，并根据这些影响因素来调整农业用地结构和布局，从而实现农业利润最大化【７２１。刘彦随根据三峡库区土地资源适宜性，设置社会经济发展与生态环境建设为规划目标，运用线性规划模型寻求各类用地之间的最佳比例与组合方案Ｉ¨。也有学者从生态的角度，基于中国陆地生态系统服务功能价值研究成果，对不同土地利用类型单位面积生态服务价值进行修正，形成土地利用结构优化灰色线性规划模型中的决策变量的生态经济参数，从而构建了一个基于生态系统服务价值的线性规划模型【｜７３１。线性规划方法虽然应７

两南大学博十学伸论文

用范围很广，但存在一定局限性。比如不能兼顾所有的目标及其约束条件，一些难以量化的因素也不能加入模型中，因此得出的最优方案不一定完全符合实际情况【７４１。

１．３．２系统动力学方法

系统动力学是分析研究信息反馈系统的，在总结运筹学的基础上为适应现代社会系统的管理需要而发展起来。所以称之为研究社会系统动态行为的计算机仿真方法，具有不同于线性规划和其它方法的能力㈣。目前，系统动力学方法已用于区域和国家尺度上的土地资源配置建模中，系统动力学模型能方便灵活地进行决策模拟和多方案比较，适用于解决复杂系统的结构功能协调和中长期系统动态发展问题【７６１。例如从小区域（乡域）尺度出发，综合考虑人口、经济、技术、市场等主要人文因素对土地利用变化的驱动作用，可以建立系统动力学模型模拟和分析土地利用变化过程【７７１。或者运用系统动力学方法分析经济—社会一土地系统的行为、功能、结构，通过描述三者之间的内在联系，演绎各产业用地的发展过程，最终得出土地利用决策方案【７８】。赵庚星模拟了黄河三角洲垦利县土地利用系统，并由此确定了合理的土地利用发展方案，并运用管理信息系统建立‘世界动力学”模型和ＥＣＣＯ（ＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔＣａｒｒｙｉｎｇＣａｐａｃｉｔｙｏｆＯｐｔｉｏｎｓ）模型，该模型既可以模拟资源、环境－与Ａ，ｎ的动态关系，又可以模拟在各种政策目标下，资源承载力与人口增长之间的动态变化【７９１。基于土地资源数据库和如果充分利用系统动力学模型在情景模拟和宏观驱动冈素反映上的优势与元胞自动机模型在微观土地利用空间格局反映上的优势，可以发展土地利用情景变化动力学ＬＵＳＤ（ＬａｎｄＳｃｅｎａｒｉｏｓＤｙｎａｍｉｃｓＵｓｅｍｏｄｅｌ）模型【８０１。基于同样的理念，秦贤宏也构建了一个耦合ｓＤ和ＣＡ的城镇土地扩展模拟，结果表明，这种耦合模型不仅能够对研究区域未来城镇土地扩展数量给予一个比较好的预测，而且还对其空间分布效果做了一定精度上的模拟【８１１。但是建立系统动力学模型必须充分的研究要模拟的系统，掌握系统内部的各种反馈机制，如果对系统中的因果关系不了解就不宜使用系统动力学模型。

系统动力学的优点在于采取定性和定量相结合的模式，突出系统结构分析，因而对数据的依赖性较小，操作比较灵活具有较高的可塑性。系统动力学模型既可以预测未来，也可以同顾历史，可以反映数学形式难以表达的过程。

１．３．３多目标规划方法

系统方案的选择取决于多个目标的满足程度，这类决策问题称为多目标决策，或称为多目标规划。在社会经济系统的研究控制过程中我们所面临的系统决策问题常常是多目标的，这些目标之间相互作用和矛盾，使决策过程相当复杂使决策者常常很难轻易作出决策。多目标规划方法可以使决策者根据不同标准选择比较满意的优化配置方案，提高了土地资源优化配置和决策的科学性【８２１。其最大的优势在于可以充分地反映决策者的愿望，给决策者提供期望的最佳目标【８３】。

多目标分析是近３０年来迅速发展起来的一门新兴学科，它主要研究在某种意义下多个目Ｒ

第１章文献综述

标的同时最优化问题。１９５１年，Ｋｏｏｐｍａｎｓ从生产与分配的活动分析中提出了多目标最优化问题，并且第一次提出Ｐａｔｉｏ最优解的概念。１９６８年，Ｊｏｈｎｓｅｎ系统地提出了关于多目标优化模型的研究报告，成为研究多目标决策的最早专著刚。进／ｋ２０世纪７０年代以后，多目标决策分析开始被广泛应用于解决工程技术、经济管理和系统工程等众多方面的问题。早在１９８４年加拿大研究者就应用多目标决策分析进行土地利用评价研究。此后更是将多目标分析应用于空间土地利用规划。模型的基本方程表达式为：

ＭａｘＺ＝ｃＩｘｌ＋ｃ２ｘ２＋……＋ｃ。ｘ．，（１）

（２）∑∑ｑｔ≤（＝，≥）６，，

Ｘｌ，Ｘ２，……，ｘ。≥０

其中式（１）为目标函数，而式（２）和式（３）为约束条件，）【ｉ代表了各行业用地规划面积。由于土地利用结构优化研究涉及的范围较广，所以多目标分析方法也被广泛应用于土地利用结构优化当中【６９；７０；８５。８７１。

多目标规划方法同样适合流域尺度下的研究，通过建立多目标模型以环境保护和经济发展为目标求取土地资源配置方案，对管理者的决策来说具有很重要的参考价值‘蚓。郑新奇运用多目标规划模型控制面积，并借助Ａｒｃｄｎｆｏ和Ｍａｐｌｎｆｏ等计算机工具，实现了无棣县耕地结构配置的自动化【８９１。周宗丽结合了线性规划模型和系统动力学模型，把三峡库区秭归县土地资源分为全县土地资源、农业土地资源和耕地资源３个层次，分别提出了优化方案和对策‘９０１。

多目标规划模型处理问题更符合实际，具有积极的生产应用意义【９１１。土地利用系统是一个复杂的系统，要受到经济、社会和自然等多方面因素的影响，而多目标规划模型可以有效解决多方利益冲突的矛盾，因此在土地资源利用中具有重要的意义ｆ９２】。

１．３．４灰色预测方法

线性规划模型是静态模型，而且还常常无解，不能适应社会经济状况、自然环境和技术条件变化的要求，而其他规划方法在解决实际问题时找寻合适的算法十分困难。这个时候灰色预测方法就成为不错的选择‘９３１。康慕谊分析了陕西关中地区土地利用现状特点及存在的问题，利用灰色预测方法构建了土地利用优化模型，选取多个影响土地利ＪＨｊ结构因子迸行模拟后得到多个备选方案‘州。作为景观结构研究的重要新指标之一，分形与分维在土地结构研究方法、模型等方面也得到了一些应用分形理论，于是有学者根据分形理论，计算了土地空间结构分维与稳定性指数，进而根据灰色系统理论建立了土地空间结构分维非等间距预测模型［９５１。灰色预测模型适合于少数据、波动不大的数据列预测分析，其缺点还是在于预测的结果不是特别精确，只能作为指导性的参考ｆ９６１。

１．３．５目标规划模型

目标规划（ＧｏａｌＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ＧＰ）是线性规划的一种特殊应用，能够处理单个主目标与多个目标并存，以及多个主目标与多个次目标并存的问题【９７Ｊ。由美国学者查纳斯（Ａ．Ｃｈａｒｎｅｓ）９

两南大学博十学位论文

和库伯（Ｗ．Ｗ．Ｃｏｏｐｅｒ）在１９６１年首次提出１９８１。目标规划是以线性规划为基础而发展起来的，但在运用中，由于要求不同，有不同于线性规划之处：目标规划中的目标不是单一目标而是多目标，既有总目标又有分目标；线性规划只寻求目标函数的最优值，即最大值或最小值【８４１。

ＧＰ模型是一种综合性的分析工具，它可以提供多因子的分析机制，包括社会因子、经济因子、生态因子，例如在优化过程中同时兼顾物质生产水平及环境质量因子的可持续性‘９９１。ＧＰ模型对不同资源生产部门来说都是有效的规划工具，尤其是对具有复杂组分关系的土地利用系统，ＧＰ技术的优越性更为突出‘１００】。在土地利用优化模型中，ＧＰ的基本结构包括目标函数与约束条件，其具体方程可以归结为：土地变化约束以及目标函数、供需平衡、目标约束、资源限制ｌｌ０１】。例如ＡｎｉｍｅｓｈＢｉｓｗａｓ和ＢｉｊａｙＢａｒａｎＰａｌ将模糊ＧＰ模型应用于印度孟加拉邦的农业系统规划中，模型建立过程中同时考虑了多种季节性作物的产量和影响‘７１１，该系统的数学核心模块可简单表示成：

约束方程：互羔半＋《一《＝１盟生幽＋町一彰：ｌｔ时目标函数：ＭｉｎＺ＝［只（ｄ～），只（ｄ一），…，Ｐ（ｄ一）】

ｄ：，ｄ：≥０’ｋ＝１，２，…，Ｋ。

在资源规划中，提供资源优化配置模式是ＧＰ技术的主要应用领域，它能够在有矛盾的多目标中处理资源分配问题‘１０羽，但由于受到研究者的思维方式、知识水平等影响，在处理多个不同优先等级目标的问题上较难把握。

１．４研究展望

土地资源优化配置是实现可持续利用目标的重要方式，保障国民经济健康发展，而且缓解资源、人口、环境问题的其中一个重要环节就是改善土地利用方式，因而土地资源利用成为当前研究的一个重要内容。今后土地资源优化配置的研究方向，重点将是研究土地资源优化配置的方法学、土地资源城乡协调发展的调控体系等。

（１）加强土地资源优化配置方法的研究与创新

随着社会发展与科学进步，土地资源优化配置模型也在逐渐发展和完善。从最初侧重于数量分配到结合数量配置与空间布局的优化模型，从最初以土地利用系统效益最大化为目标到实现生态、社会、经济多种优化目标，土地资源优化配置模型都取得了长足的发展。但现有的优化配置模型多为应用性，而且涉及的领域大部分集中在资源分类、资源评价和区域开发等。从战略性角度研究土地系统及其持续发展，用量化的模型方法研究现代土地资源管理１０

第１章文献综述

还尚处于起步阶段。目前跨学科综合多种方法建立起来的大量模型，虽然一定程度上满足了土地资源优化配置的要求，但从模型的研究基础及其应用情况来分析还需要不断完善，才能满足土地管理科学的需要。

（２）构建多尺度土地利用优化系统

从系统论观点看，土地利用的实质是土地自然生态子系统和土地社会经济子系统以人口子系统为纽带和接口耦合而成的土地生态经济系统，所以土地系统本身是动态变化的。目前土地系统的动态模拟己大量的使用智能化模型，不论是基于ＣＬＵＥ－Ｓ、ＣＡ还是ＡＢＭ的传统模型在土地系统动态模拟研究中已经取得了长足的进步，但是这些研究大多是针对某一情景或某一尺度。ＣＬＵＥ－Ｓ模型是模拟土地利用变化及其效应，适用于中小尺度区域土地利用时空动态模拟，而ＣＡ模型是基于栅格邻域关系的土地系统动态模拟方法，由于对栅格精度有所要求，所以适用的尺度也较为单一，至于ＡＢＭ是描述景观尺度的模拟模型，多用于土地利用结构的动态模拟。近来的研究发现，利用ＡＢＭ引入Ａｇｅｎｔ可以增强ＣＡ模型模拟结果的多目标决策价值和多尺度特征。这为多尺度土地利用优化系统的尺度推衍创造了条件，今后的研究应该试图寻找出不同尺度之间的具体融合点，实现土地利用优化系统的协调统一，使之更有效地指导制定国家政策和指导农业生产。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dxq1.html