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《武汉大学》 2010年
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基于多目标蚁群算法的土地利用优化配置

高小永  
【摘要】: 土地利用优化配置是促进土地资源的节约和集约利用,实现土地利用可持续发展的重要手段,也是当前土地科学和土地资源管理工作面临的重要课题。如何制定既科学又具可操作性的土地利用配置方案,避免规划陷入特定的数字游戏,使得规划真正得到贯彻实施,是土地利用优化配置迫切需要研究和解决的关键问题。本文将围绕土地利用优化配置这一核心问题,针对现有的绝大多数模型方法侧重于数量结构优化,而缺乏科学和合理的空间配置方法,导致规划的数字所对应的对象往往无法真正地落实到空间的问题,提出一种新的土地利用优化配置模型—蚁群算法,并将该算法与GIS相结合,在一定程度上确保了数量结构优化与空间布局优化于一体。 利用蚁群算法,围绕土地利用优化配置这一研究目标,本论文开展了相关的研究工作,主要研究的内容包括以下几个方面: (1)详细介绍土地利用空间优化配置理论研究、技术研究、群体智能优化以及蚁群算法的国内外研究进展及应用,通过对国内外研究现状进行详细综述,发现已有研究存在的问题,进而根据土地利用优化配置的内涵和特性所在,明确了土地利用优化配置研究的思路,把可持续发展理论、生态经济理论、系统论和景观生态学论、多目标优化的方法、蚁群算法等作为土地利用优化配置的理论和方法基础。 (2)建立优化配置模型的多目标体系和约束体系。具体内容包括:阐述村土地可持续利用评价指标体系构建的基本思路、基本原则、建立与土地利用规划相结合的土地可持续利用评价指标体系的框架以及协调度评价模型,并介绍了土地利用空间优化的最小成本规划模型和空间集聚的函数模型,将土地可持续利用协调度评价模型与其它目标函数共同构建多目标优化体系,提出了土地利用空间优化的约束体系包括数量约束体系和土地利用类型转换约束,并对土地利用类型的转换作了详细分析,给出了土地利用转换一般规则体系。最后设计土地利用优化配置整合模型,使得土地可持续利用的目标与空间布局目标相辅相成,数量约束和空间格局约束共同作用,从而达到整体优化的目的。 (3)详细介绍了改进蚁群算法土地利用优化模型的设计思路。首先对基本蚁群算法的核心思想以及基本蚁群算法进行介绍,然后针对基本蚁群算法存在的缺陷提出了改进的措施,并针对土地利用优化配置这一复杂问题的要求,详细介绍了算法具体改进方法并对改进后蚁群算法进行详细说明,包括算法的各个参数,如种群规模、启发因子、信息素挥发因子等参数,以及对多目标和约束条件的处理等进行详细的说明;随后,将多目标蚁群算法与GIS耦合建立多目标的土地利用优化配置模型,以满足了土地利用数据的空间特性和要求,并对其中关键的操作步骤进行详细的介绍,如编码框架的确定,初始蚂蚁的生成、目标函数的建立、启发信息函数的建立、信息素更新规则的建立、选择概率函数的设立等。 (4)在基于多目标蚁群算法的土地利用优化配置模型研究基础上,开展了实例应用研究。以湖北省宜城市土地利用总体规划修编数据为依据,选取举有代表性的乡镇(郑集镇)作为实验区。首先对实验区土地利用现状结构和空间格局以及土地可持续利用的现状进行评价;然后,以土地利用现状为基础,根据多目标蚁群优化算法与GIS耦合的土地利用空间优化模型的要求,研究了实验区土地利用优化模型的具体目标函数、约束条件以及模型数据的处理问题,最后对不同参数组合对算法的影响进行分析和优化计算,并确定该区域的土地利用优化方案,并把该方案与基本蚁群算法以及遗传算法的优化方案进行比较,对基于改进后的多目标蚁群算法的方法正确性、有效性进行验证;将土地利用优化结果与现状利用状况进行了对比分析,验证了本研究提出的多目标的蚁群算法与GIS的耦合模型在可行性及其在空间布局上的优势。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P208

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 侯景伟;ACA与RS、GIS耦合的水资源空间优化配置[D];河南大学;2012年
2 廖小辉;公路纵断面的多目标智能优化研究[D];南京林业大学;2012年
3 田志强;高速铁路乘务计划编制优化理论与方法研究[D];西南交通大学;2011年
4 杨鑫;基于扩展CA的土地利用时空演化模型研究[D];中国地质大学(北京);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 谭咪;基于资源价值的多目标土地利用结构优化研究[D];广西师范学院;2011年
2 王光强;城市CBD地区土地集约利用与地下空间开发研究[D];天津大学;2011年
3 李国华;基于灰色多目标的土地利用结构优化研究[D];南京农业大学;2011年
4 全东平;面向可穿戴生理检测的无线传感器网络QoS路由研究[D];东华大学;2012年
5 韩宏伟;土地综合整治中空间格局优化研究[D];昆明理工大学;2012年
6 蒋谦;农村用地结构空间模式识别方法研究[D];四川师范大学;2012年
7 陈冰岩;基于GIS的最优路径选择研究[D];大连海事大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹君;可持续土地利用内涵及其评价指标体系研究[J];河北农业大学学报;2001年01期
2 董品杰,赖红松;基于多目标遗传算法的土地利用空间结构优化配置[J];地理与地理信息科学;2003年06期
3 陈百明;区域土地可持续利用指标体系框架的构建与评价[J];地理科学进展;2002年03期
4 刘彦随;土地利用优化配置中系列模型的应用——以乐清市为例[J];地理科学进展;1999年01期
5 黄杏元,倪绍祥,徐寿成,高文;地理信息系统支持区域土地利用决策的研究[J];地理学报;1993年02期
6 刘彦随,陈百明;中国可持续发展问题与土地利用/覆被变化研究[J];地理研究;2002年03期
7 侯云鹤,鲁丽娟,熊信艮,吴耀武;广义蚁群与粒子群结合算法在电力系统经济负荷分配中的应用[J];电网技术;2004年21期
8 符杨;孟令合;胡荣;曹家麟;;改进多目标蚁群算法在电网规划中的应用[J];电网技术;2009年18期
9 毛汉英,余丹林;区域承载力定量研究方法探讨[J];地球科学进展;2001年04期
10 但承龙,厉伟,王启仿;土地可持续利用的规划学含义及实现途径分析[J];国土资源科技管理;2002年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 郑新奇;基于GIS的城镇土地优化配置与集约利用评价研究[D];解放军信息工程大学;2004年
2 钟一文;智能优化方法及其应用研究[D];浙江大学;2005年
3 于苏俊;可持续土地利用规划技术方法研究[D];西南交通大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;Assessment of Ecological Risk to Land Use in Liaoning Province Based on Climate Change[J];Asian Agricultural Research;2010年04期
2 王侠;程乃伟;;蚁群算法在动态疏散路径优化过程中的应用[J];安防科技;2009年10期
3 田晓艳;;计算智能主要算法研究[J];安防科技;2009年12期
4 姚慧敏;张锡金;朱振林;隋学艳;;济南市粮食安全与耕地数量变化的相关分析[J];山东农业科学;2008年01期
5 汪瑞;;区域土地利用规划在海峡西岸经济发展中的作用[J];安徽职业技术学院学报;2010年04期
6 陈广洲,黄明,刘万青;基于水环境保护的产业结构AHP评价系统探讨[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年01期
7 李丽红;李鲁华;马松梅;李智敏;朱江;;新疆土地资源优化配置问题探讨[J];安徽农学通报;2006年13期
8 范兰军;潘元庆;吴宗贞;;关于新一轮土地利用总体规划修编若干问题的思考——以濮阳市为例[J];安徽农学通报;2007年01期
9 曹政辉;孙浩;林运雄;;土地利用规划环境影响评价研究[J];安徽农学通报;2007年07期
10 侯方国;万奇灵;;县域土地利用总体规划中土地利用结构的优化设计[J];安徽农学通报;2007年16期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴文涛;徐晓春;;安徽省农业生态环境的主要问题与对策[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 郭晟梅;;循环经济的产生及其发展脉络[A];循环经济理论与实践——长三角循环经济论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
4 刘晓丽;潘元庆;;平顶山市土地配置研究[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
5 高尚;江新姿;汤可宗;;蚁群算法与遗传算法的混合算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 洪露;穆志纯;;一种新的克隆混沌调节算法的研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 孙俊清;李平;韩梅;;装卸桥调度问题及其混合智能优化算法GASA[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 苏晓鹭;于洋;葛斌;;蚁群算法在欠驱动系统Pendubot优化控制中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 曹浪财;罗键;;一种改进求解TSP问题智能蚂蚁算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 徐耀群;何少平;;傅立叶混沌神经网络及其在优化中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张子迎;多机器人协作及环境建模技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
7 谭映宇;海洋资源、生态和环境承载力研究及其在渤海湾的应用[D];中国海洋大学;2010年
8 高伟;海洋空间资源性资产产权效率研究[D];中国海洋大学;2010年
9 徐敬俊;海洋产业布局的基本理论研究暨实证分析[D];中国海洋大学;2010年
10 倪丽萍;基于分形技术的金融数据分析方法研究[D];合肥工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜金龙;土地利用变化及其对生态系统服务价值影响研究[D];华中农业大学;2010年
2 王洪跃;巴东县土地资源可持续利用评价研究[D];华中农业大学;2010年
3 孟祥旭;柳州市城市土地集约利用潜力与对策研究[D];华中农业大学;2010年
4 刘阳;武汉城市圈土地利用结构与产业结构关系分析[D];华中农业大学;2010年
5 李书敏;土地生态承载力研究[D];华中农业大学;2010年
6 雷征;武汉城市圈土地利用结构时空演变及驱动力研究[D];华中农业大学;2010年
7 袁昭;城市圈土地结构效率研究[D];华中农业大学;2010年
8 魏合义;三峡库区森林生态承载力的区域分异研究[D];华中农业大学;2010年
9 李颖;用蚁群算法求解最小极大流问题[D];河南理工大学;2010年
10 苗菁;土地利用总体规划实施管理保障措施研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张可慧;刘芳圆;张胜海;李强;;基于3S的土地整理生态环境效益评价系统[J];安徽农业科学;2007年04期
2 张晶;濮励杰;符蓉;何序君;范成;吴琼;;基于灰色系统理论的土地集约利用评价研究——以江苏省南通市为例[J];安徽农业科学;2008年20期
3 苏高华;陈方正;郑新奇;杨斌;;北京市昌平区农村居民点用地演变机理研究[J];安徽农业科学;2009年19期
4 郑德本;夏斌;赵冠伟;;基于逻辑回归CA的土地利用变化模拟——以广州市花都区为例[J];安徽农业科学;2010年11期
5 杨国清;钟敏;刘欢;叶珊珊;;广州市土地利用变化及其驱动力研究[J];安徽农业科学;2012年02期
6 胡素霞;;农村生态环境影响因素分析及对策研究[J];安阳工学院学报;2006年05期
7 王丽颖;赵连丽;赵连忠;;多目标规划模型的应用研究[J];白城师范学院学报;2010年06期
8 赵鹏;张迦南;;铁路动车组的运用问题研究[J];北京交通大学学报;2009年03期
9 陈秋计,谢宏全;利用遗传算法优化复垦土地结构[J];北京工业职业技术学院学报;2002年02期
10 蒙吉军;严汾;;大城市边缘区LUCC驱动力的时空分异研究——以北京昌平区为例[J];北京大学学报(自然科学版);2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王鹏;;城乡统筹背景下乡村规划研究的空间尺度[A];生态文明视角下的城乡规划——2008中国城市规划年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王磊;土地利用变化的多尺度模拟研究[D];北京大学;2011年
2 何强;基于地理信息系统(GIS)的水污染控制规划研究[D];重庆大学;2001年
3 关涛;中国土地资源配置与可持续发展研究[D];东北农业大学;2002年
4 卢涛;城市核心调适论[D];重庆大学;2002年
5 王济干;区域水资源配置及水资源系统的和谐性研究[D];河海大学;2003年
6 汪党献;水资源需求分析理论与方法研究[D];中国水利水电科学研究院;2002年
7 孙宏;航空公司飞机排班问题:模型及算法研究[D];西南交通大学;2003年
8 闻育;复杂多阶段动态决策的蚁群优化方法及其在交通系统控制中的应用[D];浙江大学;2004年
9 谭少华;区域土地利用变化及其分析方法研究[D];南京师范大学;2004年
10 张峰;北京市郊区可持续景观生态规划及优化生态生产范式研究——以昌平区为例[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 费鹏;高速公路收费车道控制系统关键技术应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 司蕊;多目标优化问题的改进蚁群算法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 武慧华;中原地区史前聚落分布空间模式研究[D];河南工业大学;2010年
4 宁敢;基于群体智能及CA的城市土地利用时空动力学模型构建与应用[D];中国地质大学(北京);2011年
5 胡祎;地理信息系统(GIS)发展史及前景展望[D];中国地质大学(北京);2011年
6 王琳;土地利用变化CA模拟的尺度敏感性研究[D];太原理工大学;2011年
7 杨柳;基于云计算的GIS应用模式研究[D];河南大学;2011年
8 刘坤;基于蚁群算法的轨道交通路径选择模型及应用研究[D];北京交通大学;2011年
9 马红花;多时相矿区土地利用/覆被变化及驱动因素分析[D];河南理工大学;2011年
10 赵雪静;港口集装箱作业计划模型研究[D];大连海事大学;2011年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 侯景伟;孔云峰;孙九林;;蚁群算法在需水预测模型参数优化中的应用[J];计算机应用;2012年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 彭澎;基于土地需求的武汉城市圈土地利用结构优化及其决策支持系统设计[D];华中农业大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程久苗;试论土地持续利用与土地利用总体规划[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2001年02期
2 张庆国,张明华;基于 GIS的具有干扰作用的土地利用系统动态优化模型(英文)[J];安徽农业大学学报;2001年03期
3 郑永来,潘杰,韩文星;软土地铁隧道沉降分析[J];地下空间与工程学报;2005年01期
4 叶耀东;朱合华;王如路;;软土地铁运营隧道病害现状及成因分析[J];地下空间与工程学报;2007年01期
5 庄昌文,范明钰,李春辉,虞厥邦;基于协同工作方式的一种蚁群布线系统[J];半导体学报;1999年05期
6 杨翠英;城市的系统模型——仿真敏感模型[J];国外环境科学技术;1995年03期
7 彭建,王仰麟,刘松,吴健生,李卫锋;景观生态学与土地可持续利用研究[J];北京大学学报(自然科学版);2004年01期
8 李,朱金兆,朱清科;生态位理论及其测度研究进展[J];北京林业大学学报;2003年01期
9 李绪谦,蒋惠忠,李建萍;土壤生态分区与土地利用规划研究——以四平市幅为例[J];吉林大学学报(地球科学版);2002年01期
10 鲁小琴,束炯,唐琳,孙娟,李莉;数字城市模型的研究与实践[J];测绘工程;2003年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李艳君;拟生态系统算法及其在工业过程控制中的应用[D];浙江大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 牛艳华;城市内部空间结构演变机制与优化研究[D];河南大学;2002年
2 张波;济南市城区土地集约利用潜力评价[D];山东师范大学;2002年
3 陈来卿;土地利用优化配置研究——以珠海市为例[D];华南师范大学;2002年
4 张金萍;城市土地集约利用潜力评价信息系统开发与应用研究[D];山东师范大学;2003年
5 吴柢;多机协同多目标攻击关键技术研究[D];南京航空航天大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔伟;王尚义;;浅析我国近20年土地利用/覆被变化研究进展[J];科技情报开发与经济;2007年11期
2 严志强;县域土地利用的可持续性评价──以广西壮族自治区为例[J];广西师院学报(自然科学版);1999年02期
3 梁留科;光山县土地利用系统分析[J];河南大学学报(自然科学版);1988年01期
4 邹高禄;综论土地利用规划[J];四川师范大学学报(自然科学版);1996年01期
5 张继宏 ,宋金平;土地利用/土地覆盖变化研究与其它全球性研究计划的联系[J];地理科学进展;1996年03期
6 章牧;广西贵港市土地利用总体规划与城市规划矛盾关系研究[J];地域研究与开发;1997年S1期
7 I,saaC J.Schosser;杨俊太;;溪鱼生态学前景展望[J];渔业经济研究;1997年01期
8 党安荣,史慧珍,何新东;基于3S技术的土地利用动态变化研究[J];清华大学学报(自然科学版);2003年10期
9 苏佑民;从建设用地报件审查谈完善土地利用规划[J];国土资源导刊;2004年02期
10 夏春林,杨贵军,武文波;土地利用变化信息自动提取方法[J];辽宁工程技术大学学报;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王进洲;;地质环境对我市土地利用的影响因素浅析[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
2 李鹏山;谢跟踪;苏珊;孟相彩;于蕾;;基于GIS的海口市滨海旅游区土地利用的生态环境效应研究[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(上册)[C];2011年
3 李蓓蓓;叶瑜;;东北过去300年耕地重建数据与国际数据库对比[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
4 喻逢春;;当前土地利用中违法行为发生的思考[A];湖北省土地学会成立二十周年论文集[C];2000年
5 杨波;;基于ArcGIS的县(市)级土地利用数据库建设——以重庆市奉节县为例[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
6 陈剑;;基于RS和GIS的土地利用/覆盖变化的研究[A];2011城市发展与规划大会论文集[C];2011年
7 许田;;生态服务价值在土地利用规划环境影响评价中的应用及方法研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2010年
8 韩毅;;土地利用动态遥感监测技术在建设用地发展中的应用[A];2010年中国土地学会学术年会论文集[C];2010年
9 曹千红;王冲;;加快城镇化进程中的土地利用问题及解决办法[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集(下册)[C];2004年
10 王永萍;;试论土地利用可持续发展的思维方式[A];21世纪中国土地科学与经济社会发展——中国土地学会2003年学术年会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 于祥明;我国将建用地逐级考核制[N];上海证券报;2007年
2 记者 杨应奇 通讯员 张潇琳;南京严把用地项目预审关[N];中国国土资源报;2008年
3 记者 李铁兵 通讯员 冯战平 王雅云;鹿泉“腾笼换鸟”实现腾挪土地利用最大化[N];河北经济日报;2008年
4 民进重庆市委员会;关于三峡库区消落带土地利用与环境保护的建议[N];重庆日报;2010年
5 本报记者 朱震晓;土地利用强调“计划经济”管理[N];安阳日报;2007年
6 记者 田春华;农村土地利用存在三大问题[N];中国国土资源报;2006年
7 记者 顾海洋;贵阳土地利用修编总规通过审定[N];贵阳日报;2006年
8 王立彬;《全国土地利用总体规划纲要(2006——2020年)》发布[N];中国信息报;2008年
9 市国土资源局苏仙分局 李见秋;小城镇土地利用与管理问题探讨[N];郴州日报;2009年
10 郑芃芃;落实“双保” 规划未来[N];中国国土资源报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 成军锋;乌兰布和沙漠及周边地区土地利用与土地覆盖变化研究[D];北京林业大学;2010年
2 宋戈;中国城镇化过程中土地利用问题研究[D];东北农业大学;2004年
3 郭碧云;基于RS和GIS的内蒙古农牧交错带土地利用/覆被变化研究[D];西北农林科技大学;2010年
4 周兴东;徐州市城区景观格局时空变化遥感监测与分析[D];山东科技大学;2010年
5 MOIWO, JUANA PAUL;土地利用对地下水补排影响的时空分析[D];吉林大学;2006年
6 马蒂丽;区域土地利用的战略环境影响评价[D];武汉大学;2010年
7 彭保发;区域LUCC的景观生态效应研究[D];中南林业科技大学;2010年
8 朱丽;华北土石山区流域防护林空间优化配置[D];内蒙古农业大学;2010年
9 鲁成树;经济快速发展时期的土地利用规划研究[D];浙江大学;2004年
10 于兵;大庆地区土地利用/覆被变化对植被和土壤碳氮储量的影响[D];东北林业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘青柳;基于遥感的邯郸市土地利用/覆被变化及驱动力分析[D];河北工程大学;2011年
2 王春晓;基于土地利用结构变化对生态系统服务价值的评价[D];西南大学;2010年
3 白彩霞;景观生态视角的土地利用可持续性评价研究[D];河北师范大学;2010年
4 章伟伟;崇明东滩土地利用动态模拟与预测方法研究[D];华东师范大学;2010年
5 陶健;基于元胞自动机的南屯矿区土地利用/覆被变化模拟研究[D];山东师范大学;2010年
6 檀迎娟;基于GIS的峰峰矿区土地利用与覆盖变化研究[D];河北工程大学;2011年
7 王丽娟;长春市土地利用/土地覆被变化遥感监测研究[D];北京林业大学;2010年
8 郑富强;四川省眉山市土地利用/覆被遥感动态监测及驱动力分析[D];成都理工大学;2010年
9 马婉丽;1991-2006年无锡市土地利用类型与景观格局变化[D];南京林业大学;2010年
10 吕建树;济宁市土地利用生态安全研究[D];山东师范大学;2011年
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