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1、湖南师范大学 硕士学位论文 资兴市城乡建设用地结构与布局优化研究 姓名：黄星 申请学位级别：硕士 专业：公共管理 指导教师：谢炳庚 20090601 摘要 土地是不可再生的有限资源，是经济社会发展最基本的生产要 素。随着经济社会的发展、城镇化水平的迅速提高，对土地的需求将 会越来越大。土地利用总体规划是优化土地利用结构与布局、实现土 地合理利用的行动计划，其是否科学合理，关系到土地管理水平的高 低，也关系到未来社会、经济的发展方向正确与否。为了统筹城乡建 设用地的使用，切实发挥土地利用总体规划的龙头作用，使其真正成 为城乡建设的纲领性文件，必须深入研究如何统筹安排城乡建设用地 结构与布局。优化
2、城乡建设用地结构与布局既是缓解用地矛盾、提高 土地综合利用效率的战略性选择，又是促进节约集约用地的重要途 径，也是统筹城乡发展的基本落脚点。 本文以湖南省资兴市为例，对城乡建设用地结构与布局优化进行 研究。文章首先提出城乡建设用地结构与布局优化的目标、原j I ! 】J 与特 征，并通过对资兴市城乡建设崩地利用现状进行详细分析，指出资兴 市城乡建设用地结构与布局中存在的问题。在此基础上，本文根据资 兴市1 9 9 7 2 0 0 7 年土地利用数据和土地变更数据，结合实际，采用 最优线性规划法等方法，对资兴市城乡建设用地结构及布局进行了深 入分析、研究，研究结果表明： ( 1 ) 资兴市城镇用
3、地数量不足，规划薄弱，难以满足城镇化与 工业化的建设用地需求，而农村居民点分布较为零散，布局不合理， 存在较大的整理空间。 ( 2 ) 资兴市经济发展水平相对较低，各项工作以经济建设为中 心，在各种效益评价中，经济指标仍是首选指标，因此以经济效益最 大化为目标的甲目标最优线性规划法可以较好地对其城乡建设用地 结构进行优化。 ( 3 ) 在选取优化模型时应对研究区实际情况予以充分考虑，做 到因地制宜。不同的现实情况需要有不同的理论与模型来指导实践， 在实际情况较为复杂的地区选取较为简单的模型会忽视优化结果的 科学性，而在实际情况较为单一的区域选择较为复杂的模型与方法往 往会增大实现难度和工作量。
4、因此，选取模型与方法时应同时兼厦贞现 实需求与科学性。 关键词：城乡建设用地，结构调整，布局优化，最优线性规划法 l I A BS T R A C T L a n di sal i m i t e da n dn o n r e n e w a b l er e s o u r c e A n di ti st h em o s t 如n d a m e n t a lf a c t o ri nt h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n ds o c i e t y W i t ht h e d e v e l o p m e n to fe
5、c o n o 埘l ya n du f b a n i z a t i o nm o r ea n dm o r e1 a n dw i Ub e n e e d e d L a n d u s ep l a n n i n gi sa na c t i o np l a nw h i c hc a no p t i m i z et h e s t m c t u r ea n dl a y o u to fl a n da n dr e a l i z em t i o n a l l a n du S e I ti si m p o r t a n tt o l a n dm a n
6、a g e m e n ta n dt h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n ds o c i e t yw h e t h e r t 1 1 el a n d u s ep l a n n i n gi ss c i e n t i f i c ，e s p e c i a l l yt h es t r u c t u l ea n dl a y o u to f c o n s t r u c t i o nl a n d 0 p t i m i z i n gt h es t r u c t u r ea n dl a y o u t
7、o fc o n s t r u c t i o n 1 a n di I lu r b a na 1 1 dr u r a l i st h ef o c u sp o i n ti nt h ec o n s t r u c t i o no fm a na n d n l r a l A n di ta l s oi st h ei m p o r t a n tw a yt oa l l e v i a t el a n du s ec o n t r a d i c t i o n ， i m p r o V et h ee 衔c i e n c yo fl a n du s e ，
8、a n dp r o m o t et oe c o n o m i z ea n dg a t h e r c o n t r a c tl a n d W i t ht h es u p p o r to ft h eb a s i ct h e o r i e sa n dm e t h o d s ，t h et h e s i st a k e s Z i x i n gC i t ya s aP r a c t i c a lt e s t i n g F i r s t l y ，t h et h e s i sp u t sf o n a r d6 V e f e a t u
9、r e sa sw e l la st h eg o a l sa n dt h ep r i n c i p l e so f o p t i m i z i n gs t r u c t u r ea n d l a y o u to fu r b a na n d1 1 J r a lc o n s t m c t i o nl a n d T h e n ，t h et h e s i sa n a l y z e st h e p r e s e n ts i t u a t i o no fZ i x i n g sc o n s t I - I J c t i o nl a n
10、di nd e t a i l ，a n dp o i n t so u tt h e p r o b l e m so fi t ss t r u c t u r ea n dl a y o u t A c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i s I b o V e ，t h e t 1 1 e s i so p t i m i z e st 1 1 el a n du s es t r u c t u r ea n dl a y o u to fZ i x i n gc i t yw i t h l i n e a rp l a n n i n gm o
11、d ec e l l u l a ra u t o m a t am o d ea n dG I St e c h n 0 1 0 9 yw i t h t h e1 a n du s ed a t ai n19 9 7 2 0 0 7 M a i nc o n c l u s i o n Sa r ep u tf o n a r da s f o l l o w s ： ( 1 ) Z i x i n gc i t yi sl a c ko fu r b a nl a n da n dt h ep l a n n i n go ft h eu r b a n l a n dc a nn o
12、tm e e tt 1 1 en e e d so fu r b a n 娩a t i o na n di n d u s t r i a l i z a t i o ni 1 1f h t u r e T h ed i s t r i b u t i o no f1 1 1 r all a n di sn o tr a t i o n a la n dt h ep o t e n t i a lo fl a n d c o n s o l i d a t i o ni sV e r y1 a r g e ( 2 ) B e c a u s eo ft h eu n d e r d e V e
13、 l o p m e n to fZ i x i n g se c o n o m yp r o g r e s s ， e c o n o m y d e V e l o p m e n tb e c o m e st h em a j o rp r i n c i p l ei ne V e 眄a r e ao f s o c i e t y E c o n o m i ci n d i c a t o r sa l w a y sa r em em o s ti m p o r t a n to n e si n V a r i o u se m c i e n c ye V a l u
14、 a t i o n s S os i I l g l e - o b j e c tl i n e a rp l a r u l i n gm o C l e w h i c ha i m st om a x i m i z et h ee c o n o m i cb e n e f i t sc o u l db eu s e dt oo p t i m i z e t l l es t r u C t u r ea n dl a y o u to ft h eu r b a na n dr u r a l l a n di nZ i x i n gC i t y ( 3 ) W h e
15、 nt h em o d e lf o ro p t i m i z i l l gi ss e l e c t e d ，t h el o c a lc o n d i t i o n s s h o u l db ef h l l yt a k e ni n t oa c c o 吼t T h et h e o r i e sa n dm o d e l sw i l lv 2 u r y n I w h e nt h e yf a c i n gd i f 梵r e n tc o n d i t i o n s I ft h es i m p l em o d e l sa r ea p
16、 p l i e dt o t h er e g i o nw i t hc o m p l i c a t e dc o n d i t i o n s ，t h eo p t i m i z i n gr e s u l tw i l lb en o t s c i e n t i 行c O nt h ec o n t r a r y ，i ft h ec o m p l e xm o d e l sa r es e l e c t e da tt h e r e g i o nw i t hs i m p l ec o n d i t i o n ，t h e r ew i l lb e
17、al o to fi n s i g n i f i c a n tw o r k w h i c hm u s tb ed o n e T h e r e f o r er e a l i s t i cd e m a n da n dp r o p r i e t ys h o u l db e g i v e ne n o u g hc o n s i d e r a t i o n ，w h e nt h ed e c i s i o ni sm a d e K e yw o r d s ：U r b a na n dr u r a lc o n s t l l l c t i o n
18、l a n d ， S t m c t u r ea d j u s t ， L a y o u t o p t i m i z e ， L i n e a rp l a n n i n gm o d e 湖南师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 摊 。意学 湖南师范大学学位论文版权使用授权书 月3 日
19、本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属湖南师范大学。 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的 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 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密口。 作者签名： 导师签名： 期：2 习年b 月8 日 龇冲如I 资兴1 1 J 城乡建设用地结构与布局优化研究 第1 章前言 1 1 研究背景 二十世纪以来，世界人口剧增，人类对土地的需求
20、大幅增加，土 地供应十分短缺。在人均资源占有量不断降低的情况下，人类为了生 存与发展，一方面大肆开发土地资源，另一方面又滥用技术任意支配 和利用土地，造成地力消耗过度，后备资源迅速减少，土地生态环境 急剧恶化，人地矛盾极为突出，严重威胁着人类自身赖以生存的地球。 土地面积的有限性与土地需求的无限性之间的不协调性，己成为制约 世界各国经济社会发展的主要“瓶颈“ 。正因为如此，对土地利用结 构与布局的合理安排与优化日益重要。 土地利用结构与布局优化研究是针对土地资源经济供给的稀缺 性以及土地利用过程的不合理性而提出来的。由于土地资源的稀缺 性，土地利用结构与布局优化的目标，是在时空上把有限的土地资
21、源 分配于不同的用途，并在微观层次与人力、资金、技术等资源达到合 理组合，以使用这些资源生产出更多的产品、提供更多的服务，同时 又不导致生态环境质量下降。总体而言，土地利用结构与布局优化的 目标最终是要通过土地利用的经济效益、社会效益和生态环境效益三 个方面达到一种最优化的综合效益。 受我国历史上城乡二元结构的影响，建设用地在城镇与农村之间 差异较为显著。不同地区由于自然条件、经济发展水平的差异，在土 地利用结构与布局方面也存在着差别。近年来，随着经济社会的快速 发展，各地区建设用地数量及布局与经济社会发展水平显著相关。如 果不科学合理地安排建设用地布局，就会使原本存在的区域差异越拉 越大，并
22、制约经济社会的发展。 1 2 研究目的与意义 土地利用结构是各类用地按照一定的构成方式的集合，是一定区 域内的土地面积中各种用地之间的比例关系或组成。土地利用布局则 是指各种用地在地理位置上的分布和配置，即在一定范围内土地类型 M P A 硕j ：论文 的空间分布与组合。确定合理的土地利用结构与布局，能使土地资源 在数量上得到合理安排，在空间上得到最佳落实，保持土地利用系统 的良性循环，取得土地利用的最大效率，最大限度的促进区域经济的 发展。 土地利用结构与布局优化，是一个动态和渐进发展的过程，主要 有两方面：即如何在国民经济社会各部门之间合理分配土地资源和如 何实现土地利用效率最大化。研究探
23、讨解决这两大问题是本论文的主 要内容，其最终目的是形成合理的土地利用结构与布局，最大限度提 高土地利用的效率与综合效益。本文提出的土地利用结构与布局优化 的模式对区域土地资源优化配置具有一定的指导意义和实践意义。 本文在深入分析影响城乡建设用地结构与布局的主要因素后，从 协调发展角度研究城乡建设用地结构与布局方面存在的问题，探讨城 乡建设用地结构与布局的优化方案，并根据建设用地各种用地类型的 特点提出优化方案，促进城乡之间协调发展，为编制土地利用总体规 划提供科学依据，为规划的实现途径提供科学支撑。 1 3 国内外研究动态 区域土地利用结构与布局优化是以土地适宜性评价为基础，土地 评价是进行区
24、域土地利用结构与布局优化的先决条件，并为布局优化 提供必要的土地适宜性信息支持。现代土地评价实践是伴随着农用地 承载力分级而逐步发展的。早在二十世纪五十年代，各国土壤学家就 开始了对土地评价实践的研究。M c H a r g 等【1 】曾建立了基于适宜性评 价的土地资源优化配置模型，该方法的核心是构建区域土地生态适宜 性图件，为合理分配土地资源提供信息依据。此后，联合国粮农组织 ( F o o da n dA 斟i c u l t u r eO r g a n i z a t i o n ，F A O ) 也开展了许多土地评价调 研活动，并于1 9 7 6 年出版了土地评价纲要一书。F A O
25、 还多次组 织国际研讨会，目的在于制定出版一系列土地评价方针，为各地区土 地评价实践提供必要的理论依据。最终F A O 的土地评价纲要被 认为是农用地评价的参考标准。 F A O 在1 9 7 6 年出版土地评价纲要后，与国际应用系统分析 研究所( I n t e m a t i o n a l I n s t i t u t ef o rA p p l i e dS y s t e m sA 彻l y s i s ，I I A S A ) 资兴市城乡建设用地结构与布局优化研究 联合开发了农业生态区模型。2 0 世纪8 0 年代，农业生态区模型得到 了进一步的发展，F A O 与I I A S
26、 A 再次合作，联合开发了结构优化的 决策模块。这一功能模块以线性优化为核心技术，可以为土地利用数 量结构优化决策提供支持。但最初这一模块仅限于单目标函数的土地 利用情景，如一定环境条件和社会经济条件约束下，求解单位面积土 地上所产出的农产品产值最大化问题。而对于涉及社会、经济、生态 环境等多方面内容的多目标优化问题并不能很好解决。现实生活中的 资源规划问题本身就含有多目标的本质，实现多目标结构优化决策， 利用多目标优化方法在解决土地利用优化问题上具有重要意义。为 此，F A O 与I I A S A 机构在原有农业生态区优化方法的基础上耦合多 目标决策分析技术，应用于K e n v a 的土
27、地利用规划研究中，在分析多 种土地利用情景时，同时考虑多个目标例如粮食与牲畜生产收入的最 大，最大化区域农业生产的自立性，生产成本最低，水土流失、环境 破坏最低等，并获得了成功。 1 9 9 2 年的环境与发展大会的“2 1 世纪议程“ 中提出了“土地资 源规划与管理的综合方法”，F I A O 被指定为这一任务的管理者，并与 U N E P 合作，开展了这一方法的系列研究。这些研究成果分别体现在 1 9 9 5 年、1 9 9 7 年和1 9 9 9 年出版的指南中。1 9 9 5 年出版的我们的 土地，我们的未来首次提出土地利用规划和管理的制度保障。综合 的土地资源规划管理措施是合理配置土
28、地利用，提高土地利用可持续 性的关键因素。Y o n g y u a n Y i I l 等【2 】也指出，传统的发展模式只追求经 济利益最大化，它已经不能满足多目标的发展趋势。摒弃旧有模式， 建立新的方式是发展的本质，实施多目标优化方法成为实现土地资源 可持续利用的有效途径。 土地适宜性评价可以为决策者在土地利用结构与布局优化时提 供信息。1 9 9 6 年W 6 0 d 与D a v i d 等 2 6 】在F A O 的研究基础之上，建立 了L E C S 系统，用于农业用地优化配置。D a v i d 分析了土地评价理论 框架体系，并提出了解决土地利用问题的一些方法。在获取了土地潜 力
29、等信息后，土地利用结构与布局优化才能合理进行，因此土地评价 成为土地利用结构与布局优化的必要前提依据。随后，系统动力学方 法逐渐被应用于区域和国家尺度上的土地资源配置中。如19 9 6 年赵 M P A 硕：J j 论文 小敏【3 】运用系统动力学方法分析土地一社会一经济系统的结构、功 能、行为及其相互间的关系，通过描述人口变化、经济发展变化、土 地利用变化及各业用地需求量之问的内在联系，动态模拟各业用地的 发展趋势，得出适应各种经济社会条件的土地利用决策方案，结果表 明土地利用动力学模型是土地一社会一经济系统，用于土地资源配置 的有效工具。1 9 9 8 年赵庚星等【4 】通过系统动力学原理
30、、方法和模型对 黄河三角洲垦利县土地利用系统的模拟，得到了较好的模拟结果，并 由此确定了适宜的土地利用发展方案。这一方案基于土地资源数据库 和管理信息系统建立的“世界动力学”模型和E C C O ( E n h a n c e m e n to f C a q i n gC a p a c i t yO p t i o n s ) 模型，建立了土地资源系统的动态模型， 即可以模拟人口、资源、环境与发展的相互关联性，又可以用来模拟 在各种发展条件策略下，人口增长与资源承载力之间的动态变化。此 外，系统动力学模型还广泛应用于土地生态设计、作物布局设计、种 植业、林业、水土保持规划等方面的研究中。
31、二十世纪末，综合分析法因使用较为方便、可操作性强的特点， 在我国逐渐开始推广应用。如2 0 0 0 年张帆 5 】系统分析了玉溪市中心 城区土地利用强度、土地利用效率、土地利用结构的现状，研究了玉 溪市中心城区土地利用优化对策，探索在城市总体布局中，如何充分 利用地形特点，从可持续发展的角度出发，创造舒适宜人的城市生态 环境空间。2 0 0 3 年解晓南等【6 】根据生态型城市的构建要求，借鉴国外 先进经验，研究无锡市的特点，优化了城市用地布局，发挥其丰富的 河流、道路和湖边山体的绿色优势，营造网络型开敞式的生态空间。 2 0 0 7 年姜鹤等【7 】对鞍山市公共设施和市政设施与城市规模不适应
32、、城 市规划面临与城市用地发展不适应等诸多问题，进行了深入分析。并 从城市用地布局、设施建设等方面对总体规划作相应调整，增强适应 性，以满足城市发展的需要。2 0 0 7 年殷鹏飞掣副选取黄山市城乡用地 为研究对象，从数量、布局等方面分析了城乡建设用地现状及存在的 问题，提出相应的优化城乡用地的建议和对策，为新农村建设和土地 利用总体规划的修编提供参考。 利用综合分析法对城乡建设用地结构与布局优化进行研究时对 人员要求较高，优化时人为因素的影响较大。随着优化研究的不断发 资兴市城乡建设心地结构与布局优化研究 展，综合分析法的局限性也日益突显。马尔可夫链预测与遗传算法则 由于它们在各自领域的出色
33、表现，开始被大量应用于对土地利用结构 优化的研究之中。如2 0 0 7 年杨敏等【9 在分析了鸡西市2 0 0 5 年土地利 用现状的基础上，利用马尔可夫链对鸡西市未来土地利用结构进行预 测。其预测结果指出：从1 9 9 6 年到2 0 0 5 年鸡西市土地利用处于平稳 发展期，预测到2 0 2 0 年也将处于平稳发之中，但将有大量耕地和林 地退化为其他土地利用类型。2 0 0 7 年胡召玲等【1 0 】利用徐州市1 9 9 4 和 2 0 0 3 年2 期T M E T M + 影像，获得该地区土地利用现状图，据此计算 出1 9 9 4 2 0 0 3 年徐州市区各土地利用类型的年变化率指数
34、和转移矩 阵，并运用马尔可夫模型对该区土地利用变化进行研究。2 0 0 5 年刘 启承等【l l 】根据重庆市万州区1 9 9 5 2 0 0 1 年连续清查的第一手土地利 用资料，在分析土地利用现状的基础上，应用马尔可夫理论，对万州 区未来几年土地利用过程进行了模拟分析和定量预测。其预测结果表 明该地区耕地减少速度加快，未利用地开发不充分，交通面积增长缓 慢。2 0 0 3 年董品杰等【1 2 】利用遗传算法的内在并行机制及其全局优化 的特性，提出了基于多目标遗传算法的土地利用空间结构优化配置方 法。2 0 0 5 年郭鹏等【13 】利用遗传算法的全局优化搜索能力，构建了一 个城市土地利用的
35、优化模型。该模型采用与土地利用现状图相对应的 一维矩阵编码，利用层次分析法构建了多目标适应度函数，主要包括 土地功能协调性、土地比例协调性、人口、交通4 个方面。2 0 0 5 年 刘艳芳等【1 4 】以海南省琼海市土地利用结构优化为例，对遗传算法在土 地利用结构优化模型中的运用进行了较为系统的分析和探讨，构建出 一套土地利用结构优化的多目标线性规划模型，并运用多目标的 P a r e t o 方法成功地对模型进行了解算，为今后的土地利用规划工作提 供了有益的参考。 随着地理信息技术的逐步成熟，地理信息系统( G e o g r a p h i c I n f o 肌a t i o nS y
36、s t e m ，G I S ) 辅助进行的结构与布局优化开始应用于农 业、林业、畜牧业区划、城镇规划、村镇规划、区域规划等领域。国 内的专家、学者也进行了相关研究，主要有1 9 9 7 年高玉慧等【1 5 】应用 S P A C E M A N 空间地理信息软件对乌苏里江流域几种自然资源进行统 计、规划、制图。使各种数据、图形直观反映在地形图上或数据库内。 M P A 硕I ：论文 2 0 0 7 年孙华芬等【l 引总结了采用G I S 技术的土地利用总体规划实施评 价的方法与主要步骤。2 0 0 7 年岳秋丽掣o7 】以焦作市高新区土地利用 现状图为数据来源，通过运用G I S 平台的数据
37、编辑、空间分析等功能 对研究区在选定时期内的土地利用现状图进行了处理并获得了研究 期内的土地利用变化数据，研究区合理而有效地利用土地以促进可持 续发展、优化土地利用结构的技术基础。2 0 0 7 年孙华生等【l8 】以浙江 省仙居县为例，应用G I S 空间分析功能，对县域居民点体系空间分布 特征进行定量分析，确定城镇建成区发展方向，并根据农村居民点的 属性按一定的要求选取合适的居民点作为中心村，实现居民点优化布 局，为居民点规划提供参考。2 0 0 7 年王克峰等 1 9 】提出了运用M a p G I S 软件建立县( 市) 级土地利用总体规划图的一种方法，研究了对传统 数据资料特别是白纸
38、图和C A D 格式的图形资料向G I S 格式进行转换 的方式、方法和需要注意的问题。2 0 0 8 年赵东娟等【2 0 】以山东省栖霞 市整个县域为例，构建了县域数字高程模型( D E M ) ，应用G I S 和遥 感技术得到土地利用空间布局、坡度和坡向，结合海拔高度、土壤质 地、土层厚度等生态因子对县域进行了生态适宜性与敏感性分析评 价，为进行山区县域景观生态优化调控提供了一种较为精确的途径。 近年来单目标最优线规划法被大量应用于土地利用结构优化之 中，已成为应用极为广泛的模型之一。主要有2 0 0 5 年孙葭等【2 l 】采用 线性规划的方法，以最大纯收入为目标函数，以生态效益、社会
39、效益 及土地坡度构成为约束条件，对2 0 l O 年湖南省桃江县农业土地利用 进行了优化配置。2 0 0 6 年吴淑梅等 2 2 】通过分析徐州市大吴镇采煤塌 陷地土地利用现状，依据确定最优的土地利用结构的指导思想及原 则，结合采煤塌陷地自然、社会经济条件、土地利用现状，采用线性 规划方法对塌陷地用地结构进行优化，确定最终的土地利用结构。 2 0 0 7 年王其峰等【2 3 】人分析并计算了江苏省如皋市1 9 9 8 2 0 0 4 年土地 利用变化，建立了如皋市土地利用结构优化模型，得到其2 0 l O 年和 2 0 2 0 年两个规划年的土地利用结构优化结果，可为如皋市“十一五“ 土地规划
40、及其可持续利用提供科学依据。在资料收集较全，生态和社 会资料提供充分的地区，多目标线性规划模型得到了较多应用。2 0 0 4 年X i n 曲a oW r a n g 等【27 】采用多目标方法研究流域尺度上的土地资源优 资兴市城乡建设J f j 地结构与布局优化研究 化配置问题，建立了多目标规划模型，并且提出了环境和经济优化目 标下的土地资源配置方案，为当地土地资源管理者做出合理的决策提 供了参考依据。2 0 0 1 年郑新奇【2 4 研究了无棣县耕地结构优化问题， 首先运用多目标规划模型控制面积，在此基础上借助A r c i n f o 和 M a p i n f o 等信息工具，实现耕地
41、优化配置的自动化。1 9 9 9 年周宗丽等 2 5 】将多目标线性规划模型和系统动力学模型相结合，应用L P S D 方 法，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，分别进行优化，并在可持续发展战略下，提出了 优化方案和对策。 总体而言，随着科学技术的不断发展，越来越多的新技术和方法 应用到土地利用结构与布局优化中来。但是，由于各区域自然、经济、 社会等条件的差异，单一的技术或方法模型并不适应于所有区域，因 此，各种技术与方法模型的综合运用将更科学地、准确地研究土地利 用结构与布局优化。 M P A 硕 j 论文 第2 章研究方案 2 1 研究方法 本文
42、采用了定性与定量相结合的方法，对资兴市城乡建设用地结 构优化采用定量的研究方法，采用最优线性规划法的基本原理，构造 单目标优化模型进行分析研究。 选择单目标最优线性规划法的主要原因如下：第一，现阶段我国 县( 市) 域地区以经济发展为主要目标，且土地利用结构优化的社会 效益和生态效益目标难以用货币这一价值尺度来定量衡量。第二，选 择这一模型符合资兴市的实际情况。近年来，资兴市把工业经济当作 主导产业、主体经济和主攻方向来发展，经济效益成为各项工作的首 要评价标准。第三，资兴市有关生态数据与社会效益数据统计不完整， 收集困难较大。单目标最优线性规划法恰好能够符合以上的条件，它 可以从区域土地利用
43、的综合效益中提炼出一个体现本地区土地资源 特点和社会发展要求的单一效益，并将其它效益作为约束条件来考 虑，当所选择的单一效益达到最大时，土地利用的综合效益达到了最 大。 单目标最优线性规划法既避免了优化时同时考虑多种效益的复 杂性，从而使操作更易实现趋于简单；又不致忽略了其他效益的最低 要求，从而实现土地利用优化配置的目标。其基本思路和步骤是： 选择规划目标； 选择区域中的若干个土地利用类型作为系统变量； 构建目标函数 ，o m x 2 2 乙G 茏 j = l ( 2 1 ) ， 其中：G 为土地利用类型效益系数；x 为用地类型；，t x ，地区生 产总值( G D P ) ： 选取区域土地
44、利用目标年的土地总面积、经济平衡和生态平 衡的要求以及人力、物力、财力等方面的限制，构筑一组线性方程作 资兴1 l ，城乡建设用地结构与布局优化研究 为系统的约束条件； 列出方程及不等式，运用数理方法进行求解，它的一组解( 咒) 称为最优解，也就是区域最优的土地利用结构。 2 2 技术路线 本文通过对建设用地结构与布局优化现有研究成果的整理和分 析，结合当前资兴市建设用地利用的现状以及特征，采用单目标最优 线性规划法预测到2 0 2 0 年资兴市建设用地结构，并根据资兴市实际 状况，提出建设用地结构与布局优化方案，在此基础上提出相应的对 策、措施和建议。具体技术路线如图2 一l 。 图2 -
45、1 论文研究技术路线图 F i g 2 - lT h et e c h 肿l o g i c a lc h a r to fs t I M l y M P A 硕I ：论文 2 3 资料来源 本文主要是对资兴市城乡建设用地结构与布局优化进行研究，主 要研究资料在资兴市各个部门进行收集，包括国土资源局提供的 1 9 9 0 - 2 0 0 7 年间各年土地利用数据、统计局提供的19 9 6 _ - 2 0 0 7 年历 年经济社会统计信息，以及其他相关单位提供的统计报表、图件资料、 年度性总结、报告、规划和统计资料等。 2 4 研究的主要内容 城乡建设用地是土地利用管理的重要内容，本文所指的城乡
46、建设 用地包括城乡住宅和公共设施用地、工矿用地、交通水利设施用地、 旅游用地、军事设施用地等建造建筑物、构筑物的土地。由于土地利 用变化受到自然、社会、经济等多种因素的影响，所以从系统工程的 角度，全面地、分层次地研究土地利用变化，利用复杂性理论来建立 土地利用空间变化动态模型，符合土地利用变化的自身特点。 本文研究的主要内容包括：首先，提出了本文的研究背景、研究 目的与意义。第二，提出了建设用地结构与布局优化的目标、原则， 并对其主要特征进行了分析。第三，分析资兴市城乡建设用地利用现 状和存在的问题及其演变过程。第四，在详细分析资兴市城乡建设用 地现状的基础上，结合规划期的预测，对资兴市发展
47、优势、机遇与挑 战进行分析，利用线性规划法来优化建设用地结构，并提出布局优化 方案。第五，针对资兴市城乡建设用地结构与布局优化分析结果，提 出相关对策措施。 l O 资兴市城乡建设用地结构与枷局优化研究 第3 章研究区域概况 3 1 区位条件 资兴市位于东经1 1 3 0 9 ， 1 1 3 0 4 4 、北纬2 5 0 3 4 2 6 0 1 77 之间。东从 烟坪乡盆寮起，与桂东县交界，东北与炎陵、安仁县毗邻，西至香花 乡程江口止，临苏仙区，东西宽约6 0 公里；南从黄草镇起，东南和 南部同汝城、宜章县接壤，北至皮石乡江背山止，西北和北部临永兴 县，南北长约8 0 公里。是湖南与广东沿海地
48、区经济贸易的“南大门” 与“后花园”。资兴市优越的区位条件，吸引了大量企业前来投资， 这也是近几年城乡建设用地量快速增长的重要原因。 3 2 自然条件 3 2 1 光热水资源 资兴市全年年均气温1 8 4 ，年均降水量1 5 0 1 2 m m ，年均蒸发 量1 5 5 4 4 m m ，日照时数1 6 7 8 小时。境内有东江、程江、永乐江和船 形河等4 条水系，有水面2 万公顷，其中东江水库1 6 万公顷，集储 能、防洪、航运、水产、旅游和科研等多种功能于一体。进入二十世 纪九十年代，历年降水增加到1 6 2 9 m m ，且时空分布不均，洪涝灾害 频繁，水土流失情况加重。在资兴市花岗岩中
49、低山和石灰岩丘冈分布 广泛，加之年际变化较大的水文气候条件造成的水土流失，不仅带来 生命财产的损失，也成为制约土地生产潜力发挥的障碍。 3 2 2 矿产资源 资兴市矿产资源丰富，其中煤炭储量3 亿多吨，年产量3 0 0 多万 吨，是中南地区最大的烟煤生产基地。近几年资兴矿产工业发展迅速， 是资兴市经济发展的重要支撑之一，合理做好工矿用地规划，充分利 用废弃工矿用地，是充分挖掘土地资源潜力的一个重要因素。 3 2 3 生物资源 资兴市有2 0 4 万公顷林地，1 4 7 万公顷用材林基地，0 7 万公顷 桶竹，活立木蓄积量1 0 4 5 万立方，活立竹2 0 0 0 多万根，年产商品材 M P A 硕f j 论文 1 5 万立方米，是全省乃至全国的重要林业基地。因此可以充分运用 资兴市山地的优势，加强林业的发展，促进资兴生态经济发展，缓解 因经济发展而需要增加建设用地的压力。 3 2 4 旅游资源 市域自然景观和人文景观资源丰富，境内山丘、江湖、岛屿、溶 洞、明刹、温泉、古迹等景观奇特各异，自然景观和人文景观交相辉 映。东江湖风景区为国家4 A 级景区，集