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基于混合蛙跳算法的蘭州市土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

發(fā)布時間:2017-12-11 16:27

  本文關(guān)鍵詞:基于混合蛙跳算法的蘭州市土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究


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【摘要】:優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)土地資源合理高效利用的基本途徑之一,在土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究中,數(shù)量結(jié)構(gòu)的優(yōu)化較容易實(shí)現(xiàn),因此有大量研究報(bào)道,而空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)則較為困難,目前尚未見到有借鑒意義的文獻(xiàn)。因此,本文采用混合蛙跳算法,以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和格局緊湊度為適應(yīng)度函數(shù)建立土地利用優(yōu)化模型,對蘭州市的土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化研究,以期在實(shí)現(xiàn)土地?cái)?shù)量結(jié)構(gòu)優(yōu)化智能化的同時,探索出實(shí)現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的智能化方法,研究結(jié)果表明:(1)蘭州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能主要表現(xiàn)為土壤形成與保護(hù)、維持生物多樣性、氣候調(diào)節(jié)等,土壤形成與保護(hù)功能、水文調(diào)節(jié)功能從1997年開始一直呈下降趨勢,但近年來由于生態(tài)建設(shè)的推進(jìn),建設(shè)用地面積得到有效控制,到2014年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值上升為849.14?10元。(2)利用改進(jìn)的混合蛙跳算法建立的土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型,可以得到生態(tài)型、發(fā)展型、綜合效益型三種優(yōu)化方案,優(yōu)化后蘭州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值可達(dá)到58.89×108元,通過土地利用格局優(yōu)化調(diào)整可以達(dá)到保護(hù)生態(tài),提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的目的。(3)以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與格局緊湊度相結(jié)合作為適應(yīng)度函數(shù),將混合蛙跳算法與遺傳算法相結(jié)合建立土地利用空間格局優(yōu)化模型,可以得到土地利用空間優(yōu)化方案。優(yōu)化后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為58.02×108,優(yōu)化前標(biāo)準(zhǔn)格局緊湊度為0.37,優(yōu)化后為0.47。試驗(yàn)結(jié)果表明,該模型能利用青蛙的群體空間分布模擬土地利用空間格局,并能在多目標(biāo)控制下找到問題的最優(yōu)解,實(shí)現(xiàn)土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)和空間格局的有效統(tǒng)一,模型具有較強(qiáng)的全局尋優(yōu)能力以及較快的收斂速度。(4)利用混合蛙跳算法建立了并行空間格局優(yōu)化模型,該模型中主進(jìn)程負(fù)責(zé)全局尋優(yōu),子進(jìn)程負(fù)責(zé)局部尋優(yōu),主進(jìn)程與子進(jìn)程采用同步式信息通信方式,保證各個青蛙子種群進(jìn)行局部優(yōu)化時在時間上并發(fā)執(zhí)行。試驗(yàn)結(jié)果表明,與串行混合蛙跳模型與粒子群模型相比,并行蛙跳模型在尋得最優(yōu)解時,有更高的尋優(yōu)效率。(5)以提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為導(dǎo)向,基于混合蛙跳算法建立的土地利用優(yōu)化模型,是實(shí)現(xiàn)土地利用優(yōu)化智能化的有效途徑。利用基于混合蛙跳算法的土地利用優(yōu)化模型,可初步形成土地利用空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法。模型得出的優(yōu)化方案對蘭州市城市規(guī)劃和土地資源合理配置提供了一定的理論指導(dǎo)與技術(shù)借鑒。
【學(xué)位授予單位】:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:F301.2

【相似文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號:1279162

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