(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211076402.0 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 河海大学 地址 210098 江苏省南京市 鼓楼区西康路1 号河海大 学水文水资源学院 (72)发明人 张晓祥　杨妍菲　钟语箐　薛明慧　 黄诚　 (74)专利代理 机构 南京思宸知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 32548 专利代理师 柏梦婷 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 16/29(2019.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种山地城市土地利用优化配 置方法 (57)摘要 本发明公开了一种山地城市土地利用优化 配置方法， 包括S1、 数据预处理： 通过GEE平台获 取研究区土地的遥感数据， 其中包括空间数据和 统计数据两类； S2、 土地利用结构 优化： 对所选研 究区土地利用布局优化问题， 建立多目标规划模 型； S3、 土地利用空间布局优化： 应用土地利用结 构优化结果的基础上， 对土地利用布局优化问 题， 构建基于栅格的斑块生成土地利用模拟PLUS 模型。 本发明中构建和采用PLUS模型， 综合考虑 生态、 经济以及两者兼顾的情况， 在获得土地利 用结构变化情况的基础上， 根据转换规则和因子 权重等比较合理地对区域空间布局进行优化， 以 便提高土地 资源空间配置的合理性， 为山地城市 不同的发展目标提供了土地利用配置的辅助决 策依据。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 115438855 A 2022.12.06 CN 115438855 A 1.一种山 地城市土地利用优化配置方法， 其特 征在于， 具体包括以下步骤： S1、 数据预处理： 通过GEE平台获取研究区土地的遥感数据， 其中包括空间数据和统计 数据两类： 空间数据包括土地利用数据和基础地理数据； 统计数据包括驱动因子数据， 筛选 研究区驱动因子原 始数据； S2、 土地利用结构优化： 对所选研究区土地利用布局优化问题， 建立多目标规划模型， 模型表示 为： 式中， fn(x)表示目标函数， n表示目标函数个数， ei表示目标函数的相关系数， xi表示 决策变量， xi≥0， s.t.表示约束条件， C表示约束系数， B表示限制量： 其中多目标规划模型根据土地利用分类的多个决策变量， 通过经济效益函数和生态效 益目标函数构成， 在多个条件的约束下， 使 多个目标达 到最值； S3、 土地利用空间布局优化： 应用土地利用结构优化结果的基础上， 对土地利用布局优 化问题， 构建基于栅格的斑块生成土地利用模拟PLUS模型， 包括确定基于土地扩张分析策 略的转化规则挖掘模块和基于多类型随机斑块种子机制的CA模拟模块， 并设置转换规则和 领域因子权重， 从而构建土地利用布局优化问题描述模拟人类活动与自然因素相互之 间的 映射关系， 利用PLUS模型求解得出土地利用空间布局优化数据， 再分区统计空间优化分布 结果。 2.根据权利要求1所述的一种山地城市土地利用优化配置方法， 其特征在于： 所述步骤 S1中， 驱动因子数据包括但 不限于如交通路网、 高铁站 点、 人口密度、 D EM以及统计年鉴等数 据。 3.根据权利要求1所述的一种山地城市土地利用优化配置方法， 其特征在于： 所述步骤 S2中经济效益 函数为： 所述生态效益目标函数为： 式中， f1(x)、 f2(x)表示研究区土地资源的最大经济效益与最大生态效益， e1i、 e2i分 别表示经济效益系数与生态效益系数， xi表示各土地利用类型面积， i表示 不同的类。 4.根据权利要求1所述的一种山地城市土地利用优化配置方法， 其特征在于： 所述步骤 S2中决策变量包括但不限于建设用地(x1)、 林地(x2)、 耕地(x3)、 草地(x4)、 园地(x5)、 水体 (x6)、 裸地(x7)。 5.根据权利要求1所述的一种山地城市土地利用优化配置方法， 其特征在于： 所述步骤 S2中约束 条件包括但不限于： 土地总面积约束、 总人口约束、 生态环 境约束、 政策约束、 土地 开发利用率约束、 决策变量非负约束。 6.根据权利要求1所述的一种山地城市土地利用优化配置方法， 其特征在于： 所述步骤 S3中PLUS模型基于土地扩张分析策略的转化规则挖掘模块(LEAS)和基于多类型 随机斑块 种子机制的CA模拟模块(CARS)， 可用于模拟人类活动与自然因素相互之间作用的土地利用 变化和预测未来 一定时间的土地利用发展情景；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115438855 A 2采用随机森林方法对各个地类进行随机采样， 可以用于输出i栅格的土地利用类型k的 增长概率， 公式如下： 式中， d只能为1或者0， d＝1表示存在由其他用地类型转换成k类型， 其余情况用d＝0表 示； x表示 驱动因子向量； I( ·)函数是关于随机森林中的决策变量集； hn(x)表 示向量x在第 n个决策变量下的预测类型； m是 所有决策变量的个数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115438855 A 3