基于GIS的土地利用需求量预测方法研究及实现

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土地利用需求量预测是土地利用规划编制的重要内容之一,科学、合理的预测能为规划工作提供强有力的支持。但影响土地利用需求量的因素众多,在实际规划编制过程中常常会出现预测值不能以较小误差描述未来的土地利用状况或预测值与指标值相差很大的问题。伴随着计算机及GIS技术的快速发展,国家政策对土地利用规划工作信息化的大力支持,土地利用规划编制数字化管理要求的突出,预测工作中对大量数据处理及对数据精度的较高要求,土地利用需求量预测研究势在必行。本文希望通过对预测方法的研究,来探索一条将地理空间因素纳入土地利用需求量预测方法的道路,并在此基础上对土地利用需求量预测方法加以实现。   研究采用从理论分析到实证分析的方法进行。研究的流程、内容、方法和手段如下:   首先,以土地利用需求量预测方法及方法实现为研究目标。   其次,查阅、收集、整理相关资料。主要是通过查阅南海区历年的统计年鉴、各类土地规划文本等纸质资料和南海四年的土地利用现状数据库,得到了社会、经济、地理因素的基础数据,为实证做好数据准备。   第三,预测方法研究与实证分析。通过对预测方法的研究发现基于因素分析的土地利用需求量预测模型多是基于社会经济因素,对土地利用需求影响巨大的地理空间因素却很少涉及,所以提出构造一种基于地理指标的土地利用需求量预测模型。结合其它预测模型,如:只基于社会经济指标的模型、一元线性回归模型、曲线估计、灰色GM(1,1)模型等。采用佛山市南海区的数据作为实证,首先,以3年数据为基础建模进行预测,验证了有地理指标参与的预测模型的效果。接下来以4年数据为基础建模进行预测,从而了解本轮用地指标下达的合理性。在构造基于地理指标的预测模型时,涉及到地理标准距离、标准差椭圆参数、空间自相关性指标等地理指标。运用了皮尔逊积矩相关系数、最小二乘法、回归分析等构建回归方程。   最后,实现技术探讨与需求量预测系统的研制。在预测方法研究与实证分析的基础上,筛选出效果较显著的模型加以实现。系统运用ArcMap的插件机制,现按照逻辑结构设计、功能设计、界面设计、系统实施和运行的步骤来实现。   研究计算了南海区2009年的建设用地与耕地的需求量预测值,并计算了两种需求量与实际值之间的误差。之后对南海2010年和2020年的土地需求量进行预测,并计算其与指标之间的误差。研究结果表明,与传统基于社会经济要素的预测模型相比,加入地理指标后的回归模型预测精度有明显的提高,这说明基于地理指标的预测模型在一定程度上能够反映南海区的土地利用变化趋势,是有一定实用价值的。本轮规划中用地指标的下达,近期指标较符合土地利用的变化趋势,远期指标有出入,有待进一步改善。基于ArcMap插件机制实现的预测插件能与GIS平台、数据库、外接程序相互协调,构成一个完整的预测系统顺利完成土地利用需求量预测的任务,也具有一定实用价值。
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