基于智能計(jì)算的土地利用空間聚類(lèi)方法與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展,特別是3S技術(shù)的發(fā)展,土地利用信息的獲取能力大大增強(qiáng),而土地資源管理所需要的知識(shí)也在不斷增加,空間數(shù)據(jù)挖掘是解決當(dāng)前土地利用信息矛盾問(wèn)題的有效途徑. 空間聚類(lèi)方法作為空間數(shù)據(jù)挖掘的重要方法,在土地利用數(shù)據(jù)挖掘中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值.然而,空間聚類(lèi)挖掘的算法和實(shí)現(xiàn)過(guò)程目前尚存在缺陷,缺乏智能性、動(dòng)態(tài)性和靈活性.智能計(jì)算模型的應(yīng)用可以有效解決這一問(wèn)題. 本文從空間聚類(lèi)基本理論、空間聚類(lèi)技術(shù)改進(jìn)以及應(yīng)用實(shí)證三個(gè)方面開(kāi)

2、展研究.針對(duì)土地利用問(wèn)題,通過(guò)智能計(jì)算與傳統(tǒng)空間聚類(lèi)相結(jié)合的方法,在GIS基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)GA、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)空間聚類(lèi)算法的改進(jìn),最終達(dá)到空間聚類(lèi)模型優(yōu)化的目的,并將改進(jìn)的模型應(yīng)用于城鎮(zhèn)地價(jià)更新與基本農(nóng)田的保護(hù)研究的兩個(gè)土地利用實(shí)證研究當(dāng)中,開(kāi)展了有益的探索和嘗試,研究涵蓋了農(nóng)村和城鎮(zhèn)兩個(gè)區(qū)域,涉及了土地定級(jí)和耕地保護(hù)兩類(lèi)問(wèn)題,具有較強(qiáng)的典型性和代表性,最終得到了有意義的結(jié)論.從另一個(gè)角度來(lái)看,本文也可以認(rèn)為是從土地利用規(guī)律和知識(shí)的發(fā)現(xiàn)和挖掘?yàn)?/p>

3、導(dǎo)向進(jìn)行空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)方法的探討. 首先,在理論方面,提出了土地利用空間聚類(lèi)挖掘的主要任務(wù).對(duì)空間聚類(lèi)的若干關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了剖析,就空間數(shù)據(jù)類(lèi)型、簇類(lèi)型、相似度度量等問(wèn)題進(jìn)行了探討,將聚類(lèi)推廣到空間聚類(lèi). 其次,在技術(shù)方面,對(duì)于空間聚類(lèi)提出了新的加權(quán)鄰近度計(jì)算公式,總結(jié)了空間聚類(lèi)的重點(diǎn)研究問(wèn)題.基于智能計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間聚類(lèi)方法的改進(jìn).主要開(kāi)展了兩項(xiàng)工作:一是采用GA實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間聚類(lèi)中劃分聚類(lèi)算法(K-Means)的改進(jìn),

4、二是采用自組織映射實(shí)現(xiàn)空間聚類(lèi).以VB、MapX、Matlab等為平臺(tái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了面向土地利用的空間聚類(lèi)系統(tǒng)框架. 最后,進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)證研究.第一個(gè)實(shí)證是以城鎮(zhèn)土地級(jí)別劃分為例進(jìn)行土地利用空間分異規(guī)律挖掘的研究,實(shí)現(xiàn)了對(duì)城鎮(zhèn)土地級(jí)別劃分中常用的多因素綜合定級(jí)法和地價(jià)分區(qū)土地定級(jí)法的改進(jìn)和優(yōu)化,并分別設(shè)計(jì)了空間聚類(lèi)對(duì)兩種方法改進(jìn)的技術(shù)路線(xiàn).經(jīng)過(guò)濟(jì)南市部分區(qū)域研究實(shí)證,結(jié)果表明:基于空間聚類(lèi)方法的城鎮(zhèn)多因素綜合定級(jí)方法具有較高的區(qū)分度

5、,能夠明顯地去除破碎斑點(diǎn);基于空間聚類(lèi)的地價(jià)分區(qū)土地定級(jí)法在土地市場(chǎng)發(fā)育的地區(qū)能夠迅速、科學(xué)地實(shí)現(xiàn)地價(jià)區(qū)段劃分,能夠?qū)崿F(xiàn)級(jí)別的快速、有效的劃定.最后采用空間聚類(lèi)思想設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了城鎮(zhèn)地價(jià)更新系統(tǒng).第二個(gè)實(shí)證是土地利用空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究實(shí)證,以基本農(nóng)田的劃定和空間配置為例,提出了基于空間聚類(lèi)的改進(jìn)方案和技術(shù)路線(xiàn),通過(guò)濟(jì)陽(yáng)縣基本農(nóng)田劃定的實(shí)例研究,結(jié)果表明:基于改進(jìn)空間聚類(lèi)的基本農(nóng)田呈明顯的聚集連片分布,區(qū)內(nèi)的方差明顯減小,有效地去除了孤立的