多目标土地利用空间优化配置模型及其应用_张鸿辉

第42卷第4期 2011年4月 中南大学学报(自然科学版) Vol.42 No.4 Journal of Central South University (Science and Technology) Apr. 2011

多目标土地利用空间优化配置模型及其应用

张鸿辉1, 2，曾永年1，刘慧敏1

(1. 中南大学 地球科学与信息工程学院，中南大学空间信息技术与可持续发展研究中心，湖南 长沙，410083；

2．长沙市规划信息服务中心，湖南 长沙，410013)

摘要：为探索一种客观、量化且能解决多目标决策问题的土地利用空间优化配置方法，在“资源节约”与“环境友好”目标约束下，设计应用于土地利用空间优化配置的多智能体遗传进化算法，构建多目标土地利用空间优化配置MOSOLUA(Multi objective spatial optimization model for land use allocation)模型；以国家资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革实验区——长株潭城市群的核心区域为例，进行多目标土地利用空间优化配置应用研究。研究结果表明：基于MOSOLUA模型得到的优化后的土地利用格局的资源节约与环境友好程度较优化前有明显提高；MOSOLUA模型的收敛速度较普通遗传算法模型的快，实证应用所花时间由8.57 h减少到3.31 h，运行效率提高61.38%；模型的总体适应度与采用普通遗传算法的优化配置模型相比提高了12.57%。 关键词：土地利用配置；多目标空间优化；多智能体系统；遗传算法；资源节约；环境友好 中图分类号：P28 文献标志码：A 文章编号：1672 7207(2011)04 1056 10

Multi-objective spatial optimization model for land use

allocation and its application

ZHANG Hong-hui1, 2, ZENG Yong-nian1, LIU Hui-min1

(1. Research Center of Space Info-Technique and Sustainable Development,

School of Earth Science and Information Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;

2. Changsha Urban Planning Information Service Center, Changsha 410013, China)

Abstract: Under the constraint of resource-saving and environment-friendliness objective, based on multi-agent genetic algorithm, multi-objective spatial optimization model for land use allocation was developed by simulating the biological autonomous adaptability to environment and the competitive and cooperative relation. This model was tested in the core area of Changsha, Zhuzhou, Xiangtan city cluster, which is the national comprehensive reforms test areas of building resource-saving and environment-friendliness society in China. The results show that integration time of MOSOLUM model and standaral genetic algorithm are separately 3.31 h and 8.57 h, which relocks an improvement of 61.38% in running efficiency of MOSOLUA model compared with the standard genetic algorithm model, and there is an increase of 12.57% in total fitness of MOSOLUA model compared with the standaral algorithm model. The results indicate that multi-objective spatial optimization model for land use allocation is a promising method for generating land-use alternatives for further consideration in spatial decision-making.

Key words: land use allocation; multi-objective spatial optimization; multi-agent system; genetic algorithm; resource-saving; environment-friendly

由于土地利用空间优化配置目标的多样性，如最大可能节约土地资源、最小化环境不兼容性等，土地

收稿日期：2010 01 11；修回日期：2010 04 15

基金项目：国家自然科学基金资助项目(40771198)；湖南省自然科学基金资助项目(08JJ6023)

通信作者：曾永年(1959 )，男，青海西宁人，教授，博士生导师，从事遥感与地理信息系统及其环境变化研究；电话：13787795922；E-mail：

ynzeng@

利用空间优化配置是一种多目标决策问题[1]，如何找到一种客观、量化且能解决多目标决策问题的空间优

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