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《中国农业大学》 2003年
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基于GIS与决策模型整合的基本农田保护规划系统

程锋  
【摘要】: 基本农田保护规划作为土地利用总体规划中的一项重要内容,是将总体规划确定的耕地按一定的指标有选择地划入基本农田保护区的过程。科学合理地划定基本农田保护区,对于保护耕地、稳定农业生产,促进区域社会经济的可持续发展起到十分重要的作用。但目前,在实际划定过程中主观随意性太强,缺乏一定的科学决策,片面追求数量而忽视质量,使基本农田保护流于形式。另外,在划定的技术方法上,虽然计算机的应用已逐步代替了传统的手工方法,但划定中的决策过程仍以人工为主。即便目前也有在通用GIS基础上开发的基本农田保护规划信息系统,但仅局限在基本农田需求预测和指标分解等数量决策方面,而没有涉及到空间布局的决策过程,仍不能实现整个规划过程的自动化。因此,本论文针对当前基本农田保护规划中存在的问题,以建立相应的辅助决策模型为核心,将其与GIS技术相结合,实现基本农田保护规划决策支持系统,解决规划成图的自动化问题,为区域科学合理、快速高效地划定基本农田保护区提供技术支持。 本文首先根据基本农田保护规划的内容与程序,提出基本农田保护规划的关键技术包括基本农田数量确定和基本农田空间定位,并就其科学解决的原理与方法进行了分析探讨。基本农田数量可通过需求预测量、规划耕地面积以及上级下达指标三者间的综合平衡来确定,并根据下级行政区的人口、耕地、后备资源以及建设占地情况进行分解;基本农田空间定位则是一个复杂的决策问题,其决策过程包括耕地综合排序、耕地入选基本农田以及图斑定积分割三个相关联的部分,其中耕地综合排序直接影响耕地入选结果,是基本农田定位过程的基础和关键。 其次,根据基本农田保护规划关键技术解决的原理,建立相应的决策模型。在耕地综合排序中首先建立了耕地入选基本农田的决策指标体系,由耕地质量状况、区位条件、政策属性以及行政干预4大决策因素共18个决策指标构成;然后根据排序问题的特点,提出了“组合决策法”的思路,并采用逼近于理想点的排序模型(TOPSIS)、模糊优选模型(FOM)和属性层次模型(AHM)三种排序方法对耕地进行综合排序,每种排序模型中均采用基于层次分析法和熵权系数法确定的综合权重,既考虑决策者的主观偏好,又充分利用决策对象的固有信息,使排序结果更为科学、合理、可靠。耕地入选基本农田是根据耕地排序结果,以基本农田数量为约束,确定每块耕地是否被选为基本农田,具体采用0-1整数规划模型。图斑定积分割则是在入选耕地累加面积与基本农田数量不完全吻合的情况下,为确保基本农田数量的落实而进行的图形处理,运用逐步逼近法的原理,实现基本农田的精确定位,充分体现了规划中严格指标控制的要求。 第三,在决策模型构建的基础上,将其与GIS进行高效整合,建立了基本农田保护规划决策支持系统。以MAPGIS为基础平台,以Visual C++为开发工具,采用类库(MFC)开发方法,实现了数据库管理、基本农田数量确定、基本农田空间定位、图表输出等功能。系统由数据库、模型库及相应的管理系统和人机交互界面等部分构成,采用了模型驱动的运行方式,并通过较为完备的模型接口函数实现模型与数据之间的连接,系统界面友好,操作简单,灵活性强。 第四,将系统应用于山西省太原市万柏林区东社乡的基本农田保护规划,取得了良好的系统应用效果。系统的应用结果表明,通过不同决策因素的选取及权重的确定,可形成多种划定结果,选择最切合实际的结果作为最终规划方案,可使规划更具实用性和可操作性。该系统的应用不仅大大提高了基本农田保护规划的工作效率,实现了规划成图的自动化,更重要的是使规划编制过程更加灵活,使规划结果更加科学合理。
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