基于粒子群算法的城镇土地利用空间优化模型.pdf

《基于粒子群算法的城镇土地利用空间优化模型.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第26卷2010年第9期9月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、b1．26No．9Sep．2010321基于粒子群算法的城镇土地利用空间优化模型马世发1，何建华1,2-※，俞艳3(1．武汉大学资源与环境科学学院，武汉430079；2．武汉大学教育部地理信息系统重点实验室，武汉430079；3．武汉理：r大学资源与环境工程学院，武汉430070)摘要：土地利用结构优化是土地资源优化配置的核心，包括数量结构优化和空间结构优化。针对传统的优化模型如线性规划、多目标、灰色系统和景观生态等不能实现土地数量结构和空间结构的有效统一，在研究现有智能优化模犁如元胞自动机、遗

2、传算法的基础上，采用近年来新必的孝讧子群优化算法，利用其空间飞行搜索特性和较强的全局优化能力，构建了基于粒子群算法的土地利用窄间优化模型。研究表明，该模犁能利用粒子的群体空间分布模拟土地利用空问格局，并能在多目标控制下进行全局优化处理，实现上地利用数量结构和空间结构的有效统一。关键词：土地利用，智能体，GIs，粒子群优化，空间优化doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2010．09．053中图分类号：S156．4+1文献标志码：A文章编号：1002—6819(2010)一09—0321-06马世发，何建华，俞艳．基于粒子群算法的城镇土地利用空间优化模型[J]

3、．农业工程学报，2010，26(9)：321--326．MaShifa，HeJianhua,YuYan．Modelofurbanland-usespatialoptimizationbasedonparticleswarmoptimizationalgorithm[．qTransactionsoftheCSAE，2010，26(9)：321--326．(inChinesewithEnglishabstract)0引言土地利用结构优化足土地资源优化配置的核心，长期以来受到了相关学者的广泛关注，形成了线性规划、多日标优化和多准则优化决策、系统动力学、景观生态学、逻辑回归、遗传算法、

4、元胞自动机等模型【l卅。然而，传统的土地资源优化配置模型大多偏向于对土地数量结构进行优化，不能做到数鼍结构和空间结构的有效统一。如何有效地把土地利用目标匹配到具体的用地单元是目前的一个重要研究内容。计算机技术和地理信息技术的发展为土地资源利用决策过程中进行空间分析提供了重要的技术支持，而土地利用优化往往是一个多目标优化问题，传统的数学方法已经不能满足大量的高性能优化计算，空间信息学的智能化发展为空间决策支持提供了重要支撑151，因而将智能优化算法和GIS功能相结合，构建智能的土地利用优化配置模型以实现土地资源数量和空间上的合理配置，成为了相关人员的研究热点，推动了土地资源结构优

5、化研究的发展。如黄波等人用逻辑回归模型611刘艳芳、董品杰等人用遗传算法优化土地空间结构【7{】；邱炳文等人的多目标元胞自动机混合模型9l；徐昔宝用元胞自动机研究城市空间扩展等等【10-121。遗传算收稿F{期：2009-0％24修订日期：2010-08-20基金项目：国家自然科学基金项目(40701143，40701145)；测绘遥感信息工程国家蕈点实验室自主研究项目基金．作者简介：马世发(1985一)，男，湖北宜昌人，主要从事智能优化决策、空闻数据挖掘及GIS技术应用等。武汉武汉大学资源与环境科学学院，430079。Email：whuma@163．com．※通信作者：何建华

6、(1974一)，男．湖北武汉人，副教授，主要从事地理信息科学研究等。武汉武汉大学教育部地理信息系统重点实验室，430079。Email：hjianh@126．oom．法虽然具有较强的全局优化能力，但是涉及到复杂的图斑编码，程序实现较为困难，且空间搜索关联性不强；多目标控制下的元胞自动机模型是在多目标优化结果的基础上用元胞自动机进行时序模拟，但是元胞自动机受邻域束缚，不能实现跨空间搜索。粒子群优化算法(particleswarmoptimization，PSO)是一种进化算法，源于对鸟群捕食行为的研究，能对多维非连续决策宅间进行并行处理分析，目前已有学者把粒子群引入空间优化领域，

7、如SylverinKemm06等人的粒子群优化模型【13】；杜国明等人用粒子群优化算法进行的空间优化决策选址研刭14l，验证了PSO进行空间优化决策的可行性。在研究现有土地空间优化模型的基础上，结合粒子群算法的空间搜索特性，利用粒子群的群体空间分布模拟土地利用空间格局，构建了基于粒子群算法的土地利用空间优化模型。根据中国土地利用总体规划土地分类的相关法规，将模型优化地类单元按照GB／T21010—2007土地利用现状分类标准优化至U--<级地类图斑，本文据此使用粒子群算法构建了土地利用空间优