本文選題：土地模擬預(yù)測(cè) + 土地分類(lèi)�。� 參考：《武漢大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：土地是城市的重要基礎(chǔ)之一,隨著城市的發(fā)展,土地資源的有限性與人口不斷增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展、人類(lèi)對(duì)土地需求量日益增長(zhǎng)之間的矛盾日益明顯。因此,科學(xué)合理的預(yù)測(cè)城市用地的規(guī)模和布局能夠?yàn)橥恋乩每傮w規(guī)劃編制和土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整提供科學(xué)的依據(jù),為解決土地資源、人口、經(jīng)濟(jì)之間的矛盾提供技術(shù)方法。 目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)城市土地利用空間變化的研究主要可分為基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的城市土地規(guī)模預(yù)測(cè)和結(jié)合GIS技術(shù)的城市土地結(jié)構(gòu)布局模擬兩部分。在城市土地規(guī)模預(yù)測(cè)中根據(jù)所選擇的模型種類(lèi)不同可分為自回歸模型和多因素回歸模型,根據(jù)模型的個(gè)數(shù)不同又可分為單模型預(yù)測(cè)和組合模型預(yù)測(cè)。在城市土地布局模擬研究中根據(jù)所選取的分析方法不同可分為元胞自動(dòng)機(jī)模型、多智能體系統(tǒng)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型等,根據(jù)空間算法的不同又可分為智能空間算法和非智能空間算法兩種。本文充分分析了城市土地規(guī)模預(yù)測(cè)和城市用地布局模擬研究中各種模型的優(yōu)缺點(diǎn),綜合多種算法設(shè)計(jì)了基于用地類(lèi)別的城市規(guī)預(yù)測(cè)組合模型和分階段基于Markov-C5.0分類(lèi)算法的城市用地布局模擬預(yù)測(cè)CA模型,并通過(guò)分析城市土地模擬預(yù)測(cè)各環(huán)節(jié)存在的時(shí)序性和動(dòng)態(tài)性問(wèn)題,以這兩個(gè)模型為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種可動(dòng)態(tài)修正的模型框架。 本文深入研究了我國(guó)現(xiàn)行的,于2007年發(fā)布,在第二次全國(guó)土地調(diào)查中所采用的土地利用分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)《土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)》,與我國(guó)1984年、2002年兩個(gè)版本的土地利用分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系,依據(jù)研究需要將土地類(lèi)別劃分為城市用地、建制鎮(zhèn)用地、村莊用地、采礦用地、風(fēng)景名勝及特殊用地、農(nóng)林地、交通運(yùn)輸用地、水域及水利設(shè)施用地、其他用地共九類(lèi)。通過(guò)將影響城市發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因子按自然因素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素、政策因素以及其他因素進(jìn)行劃分,描述了各類(lèi)因素影響城市空間擴(kuò)張的方式,然后分析了自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政策法規(guī)以及其他因子對(duì)土地變化的影響,通過(guò)相關(guān)性分析法和主成分分析法確定了九類(lèi)用地和總?cè)丝�、非農(nóng)人口、農(nóng)業(yè)人口、總GDP、一產(chǎn)業(yè)GDP、二三產(chǎn)業(yè)GDP、第一產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資、第二三產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資、汽車(chē)總量、人均路面、路網(wǎng)密度、公園綠地面積、綠化率、人均綠地面積之間的相關(guān)性和九類(lèi)用地的多因素回歸模型表達(dá)式。 在土地規(guī)模預(yù)測(cè)方面,本文提出了一種基于用地類(lèi)別的城市用地規(guī)模預(yù)測(cè)組合模型,該模型以組合模型為基礎(chǔ)框架,根據(jù)各類(lèi)土地的數(shù)據(jù)特點(diǎn)選擇最優(yōu)的自回歸預(yù)測(cè)模型和多因素模型建立組合模型預(yù)測(cè)各類(lèi)土地的規(guī)模。通過(guò)該模型一方面能夠清楚的了解各類(lèi)用地與相關(guān)的驅(qū)動(dòng)因子的關(guān)系,另一方面能夠掌握各類(lèi)土地的增長(zhǎng)情況和所占的比例,為研究城市用地結(jié)構(gòu)和城市空間擴(kuò)張?zhí)峁┗A(chǔ)。 在土地空間布局模擬預(yù)測(cè)方面,本文提出了一種分階段基于Markov-C5.0分類(lèi)算法的城市用地布局模擬預(yù)測(cè)CA模型,該模型包括用地增長(zhǎng)量計(jì)算、空間驅(qū)動(dòng)因子融合和土地轉(zhuǎn)換規(guī)則獲取三個(gè)階段。第一階段采用Markov方法獲取各類(lèi)土地之間的流向,結(jié)合各類(lèi)土地規(guī)模的預(yù)測(cè)結(jié)果確定用地增長(zhǎng)量,該方法獲取的用地增長(zhǎng)量更加符合研究區(qū)域的實(shí)際情況,同時(shí)土地流向的確定也為土地轉(zhuǎn)換規(guī)則的獲取提供了研究基礎(chǔ)；第二階段采用主成分分析法對(duì)影響城市發(fā)展的空間因子進(jìn)行融合,最終形成各主成分的適宜性圖集,通過(guò)該方法確定的主成分空間因子能夠較全面的表達(dá)所有驅(qū)動(dòng)因子的貢獻(xiàn),又能夠提高模擬效率,減少計(jì)算工作量；第三階段采用C5.0分類(lèi)算法獲取各類(lèi)土地之間轉(zhuǎn)換的規(guī)則,通過(guò)該方法可以直觀的了解各空間因子與轉(zhuǎn)換規(guī)則間的關(guān)系。另外,還針對(duì)城市用地規(guī)模和布局模擬預(yù)測(cè)工作中存在的時(shí)序性和動(dòng)態(tài)性問(wèn)題進(jìn)行了分析,將整個(gè)模擬過(guò)程中各環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)性因素劃分為用地規(guī)模時(shí)序性、空間因子動(dòng)態(tài)性和控制因子動(dòng)態(tài)性三類(lèi),針對(duì)這三種動(dòng)態(tài)性問(wèn)題設(shè)計(jì)了不同的修正模型,并基于三個(gè)方面的模型建立了城市用地規(guī)模和布局預(yù)測(cè)模擬的動(dòng)態(tài)修正模型框架,通過(guò)修正框架的設(shè)計(jì)使CA模型在規(guī)則的獲取過(guò)程中具有自動(dòng)學(xué)習(xí)和實(shí)時(shí)調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)。 最后對(duì)武漢市2025年的各類(lèi)土地規(guī)模和布局進(jìn)行了模擬預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)結(jié)果顯示本文設(shè)計(jì)的模型和方法具有一定的先進(jìn)性和較高的可用性,該模型較同類(lèi)預(yù)測(cè)模型能夠更好的了解城市土地利用結(jié)構(gòu)和分布,同時(shí)經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)修正模型框架的修正,提高了預(yù)測(cè)成果的延用性。本文還綜合應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型、GIS空間數(shù)據(jù)處理方法、GIS空間分析模型以及數(shù)據(jù)挖掘模型和算法,基于ArcGIS組件,開(kāi)發(fā)了一套城市用地模擬預(yù)測(cè)系統(tǒng)。該軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了本文研究的主要研究成果。
[Abstract]:Land is one of the important bases of the city . With the development of the city , the limitation of land resources and the increasing of the population , the rapid development of the economy and society , the contradiction between the human being and the increasing demand for land is becoming more and more obvious . Therefore , the scientific and reasonable forecast of the scale and layout of the urban land can provide scientific basis for the overall planning of land use planning and the adjustment of land use structure , so as to provide a technical method for solving the contradiction between land resources , population and economy .

At present , the study of urban land use spatial change mainly can be divided into two parts : urban land scale prediction based on mathematical statistics and urban land structure layout combining with GIS technology .

According to the relationship between the land use classification standard and the land use classification standard in China in 1984 and 2002 , this paper describes the relationship between the land use classification standard and the land use classification standard in China in 1984 and 2002 , and then analyzes the influence of the natural , social , economic , policy and other factors on the land change . By means of the correlation analysis method and the principal component analysis method , the paper describes the relationship between natural , social , economic , policy and other factors on land change .

In the aspect of land scale prediction , this paper presents a combined model of urban land scale prediction based on land classification , which takes the combination model as the base frame , and selects the optimal self - regression prediction model and multi - factor model to forecast the scale of all kinds of land according to the data characteristics of all kinds of land .

In the aspect of land spatial distribution simulation prediction , this paper presents a model of urban land layout simulation forecasting based on Markov - C5.0 classification algorithm . The model includes three stages : land increment calculation , spatial driving factor fusion and land conversion rule acquisition . The first stage uses Markov method to acquire the flow direction among all kinds of land .
In the second stage , the principal component analysis method is adopted to fuse the spatial factors influencing the development of the city , and the suitability atlas of each main component is finally formed , and the main component space factor determined by the method can comprehensively express all the driving factors , and can improve the simulation efficiency and reduce the calculation workload ;
This paper analyzes the temporal and dynamic problems existing in urban land scale and layout simulation , and sets up the dynamic correction model frame of urban land scale and layout forecast simulation based on three aspects .

Finally , the model and method of urban land use are simulated and forecasted by using the model and method . The model can better understand the urban land use structure and distribution , and improve the ductility of the forecast results .

【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：F301.2;P208

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本文編號(hào)：1828063