基于遗传算法的龙岩市国土空间开发格局优化配置研究

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随着我国城镇化步伐的加快,城镇空间快速扩张,城镇、农业、生态空间之间的冲突明显增加,在一定程度上迫使空间结构逐渐失调。因此,有效识别和优化国土空间冲突,寻找适宜性最优的空间用地,成为今后课题研究的重点,这对促进区域协调发展,提高国土空间利用效率,实现国土空间开发格局优化配置具有重要的意义。本文以龙岩市为例,首先通过数量结构对龙岩市的土地利用现状进行分析,并结合数量和空间两方面进一步分析龙岩市三类空间格局现状,在此基础上讨论土地利用存在的主要问题;接着综合自然、经济、社会等多方面选取有代表性的评价因子,建立国土空间开发适宜性评价指标体系,分别对龙岩市三类空间进行适宜性评价。然后根据适宜性评价结果识别出生态保护优势区、农业生产优势区、城镇开发优势区三种优势区,以及城镇-农业、城镇-生态、农业-生态、城镇-农业-生态四种潜在冲突风险区;最后在多目标优化理论的指导下,以适宜性评价为基础,通过多目标遗传算法对潜在空间冲突布局进行空间优化配置,达到优化国土空间开发格局的目的。主要结论如下:(1)通过开展龙岩市国土空间开发适宜性评价,发现龙岩市国土空间开发适宜性主要以生态保护和农业生产为主,龙岩市高度适宜农业生产的面积有4142.29平方千米,占21.77%;高度适宜生态保护的面积有8559.99平方千米,占44.99%;高度适宜城镇开发的面积有2906.47平方千米,占15.27%。整体从适宜性分布格局可以看出,未来龙岩市主要以推进新型城镇化建设为主,城镇开发趋势趋向于城市外边缘。(2)龙岩市国土空间潜在冲突类型有城镇-农业冲突区、城镇-生态冲突区、农业-生态冲突区和城镇-农业-生态冲突区四种类型,面积为6390.71.平方千米,占33.59%。不同空间类型的空间冲突大小存在一定差异,冲突程度最大的是城镇-农业-生态冲突区,占冲突区的41.24%,集中分布在中心城区、建制镇周边和交通沿线附近的高发展区域。(3)以国土空间开发适宜性、空间协调度和空间布局紧凑度为目标函数,在土地利用类型和自然地理条件等因素的约束下,构建国土空间优化模型,利用多目标遗传算法进行模型求解;采用灰色关联投影法,对优化方案进行择优选取,得到龙岩市城镇开发优势区面积为3510.38平方千米,农业生产优势区面积为4292.23平方千米,生态保护优势区面积为11225.67平方千米。其中城镇开发优势区和农业生产优势区面积增加较大的是上杭县,生态保护优势区面积增加较大的是连城县。最后从适宜性和景观格局评价优化效果,结果表明优化后的空间利用方式在适宜性和紧凑度方面都有所提升。
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