城市土地利用结构优化研究述评_论文发表__墨水学术,论文发表,发(3)
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直是最常用的方法。线性规划是一种优化资源配置的有效方法,是一种确定的静态模型,该法克服了以往仅为土地利用结构优化,人为布置措施的局面。1994年,有研究在以往土地利用线性规划方法基础上,提出了采用混合整数线性规划方法的思想,保证了规划结果自成体系,互相配合,联合运用。
3.3.2灰色线性规划模型
线性规划是一种优化资源配置的有效方法,是一种确定的静态模型,但由于土地利用系统的多变性及系统因素之间的复杂性,所求出的解往往与实际不符,甚至无解。有鉴于此,一些学者(耿红、王泽民)探讨了基于灰色线性规划的土地利用结构的优化。数学模型如下:
目标函数为:约束条件为:
式中,;,其中,可以是灰数;
约束条件的系数矩阵为:,
的白化矩阵为:
约束量,它可以通过模型求得。约束条件式中,为土地
利用类型;为约束系数;为约束常数。目标函数中,为各种土地利用类型;为利益系数;为产值。用单纯型法从模型中求得一组最优解,即为最优的土地利用结构。用这种方法求得的结果,更为合理一些。
3.3.3多目标规划法
线性规划只能解决在一组约束条件下,求某一个目标的最大值或最小值。但在现实社会经济系统中,通常决策者面对的是一连串的目标,问题本身难以用一个标准来衡量,而需要一个以上的标准来衡量。在这些标准或目标中,彼此之间又往往不是那么协调,甚至是相互矛盾的、对立的。对于此,线性规划往往无能为力。多目标规划正是在线性规划的基础上,为适应这种复杂的多目标最优决策需要而发展起来的。
多目标规划具有以下特点:①简单明了,同时它又带有系统动力学模型的正负反馈特征,模型中某决策变量的参数变更会引起其它决策变量数值的变化;②它克服了线性规划要求的目标函数一维性,以及可行解区域局限性的弊病;③建立多目标规划时,选取的目标个数不同,赋予各目标不同的优先级,计算出来的结果就不一样,从这个意义上讲,多目标规划具有可调性和可控性。④在多目标规划中,如果某些目标由于种种约束而未能完全实现,它也能指出目标值不能实现的程度及原因,供决策者参考,通过对各目标重要程度、希望实现值及其它数据的变化分析,可得到一系列决策方案,供决策者在复杂的活动中决策。近年来,多目标规划方法己广泛应用于土地利用结构优化中。
3.3.4细胞自动机模型
国外分形理论的研究始于20世纪70年代后期,国内在此领域的研究工作于90年代初刚刚起步。细胞自动机模型(CellularAutomatamodel)简称CA模型,成为该领域研究的一个优秀范例。叶俊、陈秉钊探讨了分形理论在城市研究中的应用,认为分形模型适合刻画城市的空间形态与空间过程,分形方法也许有助于寻找适合多准则优化的空间结构,这将弥补传统城市模型的不足,同时也指出,分形性质是检验此类城市增长模型有效性的一个必要而非充分条件;贾华等人把细胞自动机和灰色局势决策结合起来,对土地利用变化机制进行了模拟。CA模型的应用研究促进了城市土地利用结构优化的动态模拟。
3.3.5信息熵与分维几何学方法
城市土地利用结构是应用信息熵分析的重要领域之一。陈彦光、刘明华借助Shannon熵函数,分析郑州和广州等城市土地利用结构的熵值特征,总结出几条基本“法则”,作为城市土地规划的基本原则,进而提出关于城市空间结构的分维包容原理,指出该原理将与分维匹配原理一起成为城市结构分形优化的理论指南。
一些学者从城市产业结构和土地利用结构的关系入手,研究城市土地利用结构优化。张秋娈、李景国运用系统聚类法对邯郸市域各区域土地利用类型结构和经济结构分别进行分区,分析两种类型结构之间的关系,并在此基础上提出了邯郸市土地利用结构调整的方向和对策。然而有时候,城市