不确定条件下区域土地资源优化配置研究——以江苏省扬州市为例

The limited land resources in China are used not only to support the development of its industrialization and urbanization, but also to safeguard the food security, as well as to set aside a certain amount of space for ecological construction. The land resources optimal allocation, therefore, should be strengthened in order to realize the sustainable utilization of land resources. However the uncertainty of the future has been ignored on both theoretical and practical parts of the land resources optimal allocation, leading to invalidation of the land use planning. Therefore, in order to open up a new perspective of land resources optimal allocation, improve the level of optimal allocation of land resources, and promote the coordinated development of the population, resources, environment and economy, this project will study the regional land resources optimal allocation under the uncertainty. This project, at first, systematically investigate the uncertainty during the land use process, in order to understand the causes, types and characteristics of the uncertainty. Secondly, based on the fieldwork, the project will obtain distributions of the uncertain indexes with survey method, and quantified expressing the land use uncertainty with distributions of the land use uncertain indexes. Thirdly, the distributions of land use uncertain indexes are substituted into the expectation optimization model and the interval optimization model to calculate the optimal land use structure and the elastic range of land use optimization structure under the uncertainty respectively. Finally this project will allocate the optimal land use structure and the elastic range of land use optimization structure under the uncertain environment to the space units according to the suitable size of spatial grids with the help of CLUE-S model. This project introduces the uncertain optimization idea into the field of land use, and builds the theory and method system of regional land resources optimal allocation under the uncertainty, then could provide basis for the adjustment of land use structure and layout.

目前土地资源优化配置的理论与实践忽视了未来的不确定性，导致土地利用规划不断失效，因此，为了开拓土地资源优化配置研究的新视角，提高土地资源优化配置水平，促进人口、资源、环境、经济协调持续发展，本课题拟对不确定条件下的区域土地资源优化配置进行研究。本课题拟首先系统考察土地利用中的不确定性，以了解不确定性产生的原因、类型与特征；在此基础上采用调查法获取不确定指标分布，用不确定指标的分布来量化表达土地利用的不确定性；把不确定指标的分布代入期望值优化模型与区间优化模型，分别求取不确定环境下的最优土地利用结构与土地利用结构弹性区间；最后本课题拟用CLUE-S模型把不确定环境下的最优土地利用结构与土地利用结构弹性区间按照栅格的适宜度大小优化配置在空间上。本课题把不确定优化理念引入到土地利用领域，构建了不确定条件下区域土地资源优化配置的理论与方法，可以为土地利用结构及布局的调整提供依据。

土地利用规划一直受不确定性的干扰，导致其有效性与科学性降低，严重影响规划的严肃性，甚至对规划存在的必要性产生怀疑，于是，学者一直在寻求提高土地利用规划科学性与合理划定规划弹性空间的理论与方法。土地利用结构与布局优化是土地利用规划的核心部分，因此本课题对不确定条件下的土地利用结构与布局优化进行了研究，以开拓土地利用规划编制的新理论与新方法。本项目主要研究内容包括：分析不确定性内容、来源以及对优化结果的影响机制；探索不确定性在运筹学中的定量化处理方法；用期望值模型、区间优化模型等对不确定土地利用结构进行研究；把优化数量或区间配置在空间上形成最优布局与弹性空间的方法与标准。研究结果表明土地利用优化不确定性可分为经济不确定、政策不确定、主体不确定、基础数据不确定、社会不确定因素等，各因素相互交织融合，很难分类处理应对；土地利用优化中的指标可分为确定性指标与不确定指标，分别代表规划要求的刚性与弹性，不确定指标由于其所表征不确定性质的不同，可用区间数或概率分布函数表示；土地利用不确定优化方法的一般逻辑是用相关数学方法表示不确定指标，再代入到优化模型中考察优化结果的不确定性。不确定条件下的土地利用结构优化是要得到最可能发生的优化结构与一定可能性范围内土地利用结构弹性区间；不确定条件下的空间布局优化即把优化数量按空间适宜度相对大小配置在空间上，优化目标是空间适宜度最大化或空间经济、生态效益最大化。该课题研究数据需要社会经济数据、规划基础数据、空间数据等多源数据。该课题探索了不确定条件下土地资源优化配置的方法，为弹性土地利用规划编制提供理论与方法，有利于提高规划效力与科学性，促进土地资源可持续利用。