密云水库流域土地可持续利用的灰色多目标规划方法

密云水库流域土地可持续利用的灰色多目标规划方法

一、A grey multi-objective programming approach for sustainable land-use in the Miyun Reservoir Basin,China(论文文献综述)

田辉[1](2020)在《基于SWAT与Visual Modflow的海伦市水资源模拟与合理配置研究》文中进行了进一步梳理海伦市位于松嫩平原东北部,是我国重要的商品粮基地、贫困县和革命老区。1980年以来,随着人口增长和经济发展,地下水资源被高强度开发,生态地质环境受到了破坏,诸如水土污染、黑土流失等问题呈现出日益加重的变化趋势,已成为严重制约着经济社会的发展重要因素。海伦市地表水较为发育,近些年由于化肥、农药的使用、养殖及生活垃圾处理不当,导致地表水质量下降,影响了粮食安全与供水安全。因此,开展通肯河上游海伦地区水文、水资源研究工作,查明流域水资源数量与质量、水环境质量、及水生态相关的环境地质问题,提出水资源开发利用优化配置方案,为生态环境恢复与保护、饮水保障工程的实施提供科学依据。本研究以干旱-半干旱区典型农业区通肯河流域上游海伦市为研究对象,在分析研究区水文气象要素时、空分布特征的基础上,重点考虑气候变化和人类活动趋势下水资源的变化,构建通肯河流域上游地表水-地下水耦合模型,定量分析地表水与地下水的转化过程,计算流域生态环境需水量,构建基于水质、水量、生态需水量的水资源合理配置新模式,为流域水资源的高效开发利用与保护提供技术支撑。本次研究获得主要结果如下:(1)结合GIS(Geographical Information System)技术,利用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型实现通肯河流域上游海伦市地表径流过程的模拟。充分利用水文气象、土地利用、土壤数据,建立土壤属性数据库,以DEM数字高程模型为基础,利用ArcSWAT软件完成河网生成、子流域划分、流域边界的确定、水文响应单元生成,构建了流域地表水模型。利用2008年1月-2009年12月径流数据对模型校准,2010年1月-2016年12月径流值对模型验证。R2为0.895,ENS为0.87,表明模型能够真实反映研究区径流的实际变化趋势。(2)根据地表水循环与地下水补、径、排条件,构建了海伦市SWAT-Visual MODFLOW的耦合模型。通过深入分析通肯河流域水文地质资料,查明海伦市地下水赋存规律,利用Visual MODFLOW Flex6.1软件构建了研究区地下水数值模型。利用11个地下水长观井的水位数据对模型进行调参后,相关系数可达0.99,水位残差控制在0.84m,所建模型能够真实反映研究区地下水运动情况。运用ArcGIS软件,实现了SWAT与Visual MODFLOW最小计算单元之间数据的融合。(3)考虑气候变化的影响,利用SWAT模型实现了通肯河流域上游2030年地表径流的预测、预报。R/S法计算出的Hurst指数结果显示降雨在时间序列具有状态相反性。小波法分析显示年降水量存在4-5a、10-15a、17-23a、25-35a的变化周期,其中,4-5a的震荡明显,贯穿整个观测期。通肯河流域2010年-2030年平均径流量为3.1513×108m3/a。其中,2017年-2030年平均径流量为3.2215×108m3/a;2025年-2030年平均径流量为平均径流量为3.0552×108m3/a。由于受气候变化,特别是降雨量的影响,地表径流量明显偏少。地表水水质分析结果显示,海伦市地表水水质在Ⅱ类至Ⅴ类不等,丰水期水质优良,枯水期水质不佳。(4)考虑气候变化和人类活动的影响,利用耦合模型实现了通肯河上游2025年和2030年地下水水量和水质的预测、预报。通肯河流域2025年地下水水资源流入总量为38430.85×104m3,其中,地下水的储存量9368.82×104m3,河流的渗漏(补给地下水)2252.30×104m3,降雨的入渗补给量为26811.07×104m3;地下水的开采量为13028.31×104m3(农业灌溉10960.95×104m3,集中开采量2067.36×104m3),地下水的排泄量为6942.30×104m3,蒸发量(潜水蒸发)为18462.06×104m3。通肯河流域2030年地下水水资源流入总量为37609.60×104m3,其中,地下水的储存量8272.36×104m3,河流的渗漏(补给地下水)2281.61×104m3,降雨的入渗补给量为27055.99×104m3;地下水的开采量为12992.90×104m3(农业灌溉10990.98×104m3,集中供水2001.92×104m3),地下水的排泄量为6468.53.30×104m3,蒸发量(潜水蒸发)18149.26×104m3。较2025年,地下水资源量变化不大,主要由于气象条件和人类开采量变化不大所致。根据农业区的特点,选择受人类活动影响较大的硝酸根(NO3-)、亚硝酸根(NO2-)、铵根(NH4+)、氯离子(Cl-)四种典型离子,进行典型离子运移模拟。根据模拟结果,到2025年底,四种典型离子高浓度异常区域面积有不同程度的扩大,在剖面视图下,垂向方向运移明显,并且贯穿整个承压含水层,浓度范围的面积有所扩大。农业施肥水和生活污水渗漏,是区域地下水水质变化的主要诱因。(5)分析了影响通肯河流域上游海伦市生态环境需水量的因素,建立生态环境需水量计算模型框架。根据所建立的数学模型,对通肯河流域上游区海伦市生态环境需水量进行了分析与计算,得到了海伦市陆地生态环境需水量的数值为0.3431×108m3;海伦市河流生态环境需水量的数值为1.8881×108m3;海伦市湿地、水库生态环境需水量的数值为0.1211×108m3;海伦市生态环境需水量的数值为2.3523×108m3。所建数学模型简单、实用,能够满足通肯河流域生态环境需水量的定量分析与研究。(6)水资源合理配置研究:根据海伦市现有耕地面积、人口规模发展趋势、农业现代化发展、生态环境状况,以水资源可持续利用为目标,兼顾经济效益、社会效益、效率合理性、开发利用效率、生态环境效益等准则,利用灰色预测和多目标规划模型,对海伦市水资源进行合理配置研究。结果显示,基于SWAT-Visual Modflow Flex模型和灰色模型对流域水资源的预测结果,2025年水资源配置结果最优,其次为2020年水资源配置结果。

崔惠敏[2](2020)在《基于多目标规划的城市水资源优化配置研究》文中进行了进一步梳理水是实现人类发展最基本的自然资源,城市水资源问题日益凸显。为有效缓解水资源供需矛盾,全面提升利用效益,助力节水型城市建设,如何科学、高效地实现城市水资源优化配置已成为亟需研究的重要课题。城市水资源优化配置是一个系统问题,包含多个研究对象、目标及约束。本文在分析城市水资源配置现状以及存在问题的基础上,将现实分配问题转化为数学模型,以求高效、准确获取城市用水分配方案。首先,采用多目标规划方法,以城市各子区各类用水户为研究对象,用社会、经济、生态多目标效益函数表达式表征配置目标。考虑到事前加入偏好信息对提升决策效果的积极影响,结合梳理出的用水关联因子,采用直觉模糊集方法,分别构建基于偏好信息的各子区、各用水户优先级决策模型,并将上述分析结果转化为权重系数运用到多目标函数中。针对现阶段子区级统计数据不完善的特点,选择对数据量要求较小的灰色预测法得出规划年供需水量作为约束条件,并以最严格水资源管理制度中的红线指标作为补充约束,形成包含变量、目标函数、约束条件的多目标城市水资源优化配置模型。其次,结合多目标优化配置模型多变量、非线性、强冲突的特点,采用多目标帕累托有效解,进一步改进模拟退火算法,形成基于模拟退火多目标算法的城市水资源优化配置模型求解方案。最后,以广州市为例进行模型应用分析。研究结果表明,多目标城市水资源优化配置模型可定量优化水资源分配,模型输出的方案综合效益最优;事前将偏好信息加入到决策过程中的方式提升了决策效率;模拟退火算法的局部跳脱及全局搜索能力对于求解非线性的多目标规划问题具有很强的适用性。结合研究结果,为城市水资源可持续利用提出政策启示。本文研究的城市水资源优化配置模型优化了社会、经济、环境三类目标,并将决策偏好、用水户节水空间、制度红线约束等信息融入模型,提升了配置方案输出的效果及效率。研究结果为节水型城市建设以及最严格水资源管理制度实施提供了支撑,对城市水资源规划具有一定的理论及实践意义。

王博娅[3](2020)在《生态系统服务导向下北京市中心城区绿色空间的现状及优化研究》文中研究说明在高密度建设、历史悠久的北京市中心城区,人与自然的矛盾尤为突显,绿色空间作为解决生态问题的主要抓手被高度重视。生态系统服务作为研究人与自然利益关系的概念被广泛认知,风景园林学科不断拓宽的研究领域为解决生态问题供了新的途径,如何通过风景园林的途径解决北京市中心城区的生态问题,构建良好的人居环境成为我们研究的重点和难点。本文以北京市中心城区为研究对象,通过对城市绿色空间和生态系统服务的解读,出了生态系统服务导向下城市绿色空间的优化思路;通过对北京市自然生态格局和绿色空间发展历程的梳理,总结绿色空间的演变特点;通过对景观格局的研究,分析绿色空间的数量结构差异和空间梯度分异特征,总结中心城区绿色空间的问题。研究进而结合生态系统服务的系统综合性、不可替代性和人为主导性的特点,采用量化研究方法,从要素配置、网络结构和功能引导措施三方面进行绿色空间的现状评价,出相应的优化策略,最终完成生态系统服务导向下北京市中心城区绿色空间的优化。研究主要结论如下:首先,通过对绿色空间的本体认知、生态系统服务的内涵以及两者之间相互影响关系的分析,出生态系统服务导向下北京市中心城区绿色空间的优化思路。其次,通过景观格局的研究发现,不同绿色空间类型之间的要素数量结构有明显差异,以灌草地为主要覆被类型;通过移动窗口法对研究区内不同方向的景观格局进行动态分析,发现在一道绿隔以内、东北、西北、南部地区呈现出明显的梯度分异特征,越往边缘区推进,绿色空间类型越丰富,数量越大,分布越连续。第三,借助生态绿当量的概念,分析北京市中心城区绿色空间数量特征,结果显示,全区、海淀区和石景山区满足要求,朝阳区、丰台区、东城区和西城区不满足要求;研究进而采用线性规划模型结合一系列城市建设的约束条件对城市绿色空间的要素数量结构进行优化调整,寻求生态优先前下综合效益最大时各类型绿色空间的适合比例,并针对不同情况出内部升和外部整合的优化建议。第四,研究基于图论理论和最小费用模型模拟构建了研究区内具有生态含义的功能性连接网络,通过现状分析总结结构问题,并从斑块、路径、网络和结构等方面出了重要斑块的保护和修复、重要路径的识别和疏通、现状网络的连接和强化、现状结构的整合和分级等优化途径。结合重要性计算和生态学原理,总结了三种重要斑块类型,分别为具有重要能量保持功能的“主导型斑块”,处于关键衔接位置的“枢纽型斑块”和连接较多路径的“过渡型斑块”;三种重要路径类型,分别承载了自然要素之间的连接、重要斑块之间的连接、网络结构中的唯一连接;“三步走”网络优化策略,即先进行整体改善网络的组分间连接,再进行稳固加强的组分内连接,最后构建完善功能的局部小网络;三级结构整合建议,连接自然要素的一级网络,人工构建的贯穿全区的二级网络,加密结构的三级网络。此外,通过对全区、中心地区-核心区、核心区这三个圈层功能性连接网络的分析,发现不同的研究单元,形成了不同的距离阈值,为进一步深化网络结构供基础和依据;通过对六个行政区的研究,发现不同的城市发展模式和自然地理特征,形成了不同的结构模式,包括点状辐射结构、枝状连接结构和网状复合结构,为不同模式下网络优化供了方向。最后,通过对研究区内生态系统服务重要性的评价及其空间分布特征的分析,明确各片区的服务特征:一道绿隔以内是以社会与文化服务为主导的区域,西北部地区是综合调节、支持和社会与文化服务的重要生态系统服务地区,东北区域和南部区域均以调节服务和支持服务为主导类型。由此明确各分区的主要矛盾,并通过制定功能引导策略来保证绿色空间主导服务的高效发挥。因此本文从研究视角、维度和方法上进行一定的创新,总结出合理调整要素数量结构是高绿色空间综合效益的重要手段,构建功能性连接网络是保护生态安全维持系统稳定的有效途径,制定功能引导策略是保证主导服务高校发挥的重要方式,为北京市中心城区绿色空间优化供了方向。

何灏川[4](2020)在《庆阳市非常规水资源与常规水资源协同配置研究》文中进行了进一步梳理水资源是连接粮食、能源的关键纽带,其数量和质量直接影响着区域经济发展、社会稳定、人民福祉、资源安全等各个方面。开展庆阳市非常规和常规水资源协同配置研究,对于保障研究区水资源安全和社会经济可持续发展具有重要的科学意义。庆阳市是西北干旱区的重要工业地区。水资源总量和可供给量极端缺乏,庆阳市多年平均降水量不及全国平均水平,仅为468.1mm,且存在年际年内分配不均、水资源利用效率不高、水污染较严重等问题,已经严重影响庆阳市经济发展。由于第二产业的兴起,庆阳市的经济和人口迅速增长,使得原本就失衡的水资源供需关系更加严峻。同时,因为过度发展能源、工业等第二产业,导致生态环境质量每况愈下,生态环境日益恶化。因此,有计划的利用再生水、雨水、矿井疏干水等非常规水资源,是废、污水变资源的良策,是缓解水资源供需失衡的可行方式。非常规和常规水资源协同配置,以满足社会效益、经济效益、生态环境等综合系统的效益最大化,是寻求协调整个水资源系统的尝试。本文的主要研究内容和结论如下。(1)总结了庆阳市的自然地理、水文气象、人口经济等现状;分析了水资源及水利工程开发现状、海绵城市建设现状、涉水城市化建设现状。根据庆阳市水资源需水要求、供水状态现状为依据,采用最大水资源人口承载力Cp、水资源承载力平衡指数IWSD两个指标,对庆阳市水资源承载能力现状进行计算评估。计算结果显示,除镇原县刚刚达到承载力标准、华池县稍微低于水资源承载力标准以外,剩下的其余各区县均存在不同程度的水资源承载力超载问题,庆阳市水资源现状不容乐观。(2)梳理了庆阳市生活和第三产业、第一产业、第二产业、生态环境的需水量计算方式;水资源总量计算方法;地表水、地下水等常规水资源和非常规水资源(再生水、雨水、苦咸水、矿井疏干水等)可供给量的计算方法。并采用灰色预测模型方法,对庆阳市近期(2020年)、中期(2025年)和远期(2030年)规划年的需水量和供水量进行预测,并进行供需水平衡分析。其中在50%保证率下,三个规划年缺水量分别为1312、1257、1124万m3,缺水率分别为2.65%、2.27%、1.93%。可以看出,庆阳市水资源在规划年内依旧处于供需失衡的局面,人民日益增长的水资源需求和水资源缺乏的矛盾依旧突出,三个规划年的水资源供需状况依旧不乐观。(3)在遵循庆阳市水资源协同配置原则的基础上,综合考虑以下优化目标,建立了研究区常规水资源和非常规水资源协同配置模型。(1)以经济效益最大为目标的经济目标函数;辅以水源优先次序系数、部门用水次序系数等参数,加入单位水资源成本等方法,保障非常规水资源优先使用,生活及三产用水优先配置;(2)以水、能源、粮食纽带(WEF Nexus)系统综合效益最大为目标的社会效益目标函数;采用非常规水资源利用率系数、第一产业缺水系数的相反数、第二产业经济计算值与规划值的比值作为评价指标函数,进行水、能源、粮食纽带关系(WEF Nexus)耦合,满足非常规用水和常规水资源的协同配置。(3)以COD排放量最小为目标;限制高消耗、高排放企业的发展,促进庆阳市以第二产业经济为主的经济体系向以第三产业为主的经济体系转型。(4)针对水资源协同配置目标函数的高维、多峰值、非线性、不连续和非凸性等特性,特选取飞蛾扑火优化算法、灰狼优化算法、鲸鱼优化算法三种新型的智能仿生优化算法,并对其存在的过早收敛、易陷入局部最优、搜索面积小等不足进行改进。对三种改进的优化算法采用12个测试函数(6个单峰函数和6个多峰函数)进行测试对比,结果显示,三个改进智能算法随着收敛次数的增加,收敛精度都有所提升;改进飞蛾扑火算法在搜索范围和收敛速度及精度都不及改进灰狼算法和改进鲸鱼算法;而改进鲸鱼算法的收敛精度优于改进灰狼算法,但是在一些测试函数中存在过早收敛、易于陷入最优解等缺点。总体测试结果显示,改进灰狼算法在计算精度可以达到标准,而且存在搜索面积大、不易陷入局部最优的优点。(5)以上述三种改进优化算法对比传统多目标方法,分别求解研究区水资源协同配置模型。在此基础上,采用改进主成分分析法,并选取11个指标进行结果优劣比选。得出50%保证率下的改进飞蛾扑火算法、改进灰狼算法、改进鲸鱼算法和传统多目标算法的2020年得分(0.042、0.184、0.444、0.086)、2025年得分(0.301、0.699、0.054、0.382)、2030年得分(0.506、0.021、0.182、0.436),所得综合得分表现为BⅢ>CⅢ>AⅢ>DⅢ>CⅡ>BⅡ>AⅡ>DⅡ>BⅠ>CⅠ>AⅠ>DⅠ。表明三种改进的优化算法均优于传统多目标配置方法,其中改进鲸鱼算法和改进灰狼算法计算结果相近,二者各有好坏。同时结合5.3节结果,最终选定改进灰狼算法结果为庆阳市非常规和常规水资源协同配置结果。经过改进灰狼算法配置后,50%保证率下的2020、2025和2030年水资源所对应的经济生产总值分别为1060.35亿元、1601.18亿元和2196.12亿元;其中2020年配置后的水资源所对应的经济生产总值超过庆阳市十三五经济规划中1000亿元的产值目标。结果表明,基于改进灰狼优化算法的非常规与常规水资源协同配置研究具有较好的可行性,可为研究区水资源协同配置模型求解提供新的计算途径。

陈兵飞[5](2020)在《基于FLUS模型的万州区土地利用变化模拟及土地利用结构优化研究》文中研究表明土地利用/覆盖变化(LUCC)研究是近年全球变化研究关注的热点内容,而土地利用变化模拟是LUCC研究的一个重要方面。探究和了解区域土地利用变化的过程和规律有利于把握未来土地利用发展方向,促进土地资源的合理配置。由于地球上的土地资源的有限性,随着人类的进一步开发将变得十分稀缺。通过土地利用模拟及优化研究,可以提前得出未来城市土地利用的空间布局情况,对未来城市土地利用具有一定的参考价值;优化土地利用结构可以提高土地资源的利用效率,充分挖掘潜在价值,有利于建设资源节约型社会的可持续发展。研究以重庆市万州区为例,借助该区2009年、2013年和2017年三期的土地利用现状数据,根据全国第二次土地调查分类情况将土地利用类型总体上划分为耕地、园地、林地、草地、建设用地、水域和其他土地七种土地利用类型。从土地利用变化幅度、变化程度、变化速度和土地利用转移情况四方面对研究区的土地利用变化情况进行分析,并结合研究区的实际情况选取影响土地利用变化的9个驱动因子。利用“耦合”的Markov-FLUS模型设置相关参数,对2035年未来四种情景下的土地利用数量结构进行预测,检验模拟模型的可信程度,模拟不同情境下研究区的土地利用情况并进行分析。最后基于灰色线性规划理论以经济效益为目标构建函数方程,以社会效益和生态环境效益为目标构建约束条件对研究区的土地利用结构进行优化,根据优化结果提出相应的对策建议。主要的研究结果如下:(1)2009-2017年间,耕地和建设用地的变化幅度较大,耕地减少了1221.08公顷,建设用地增加了1849.17公顷。园地、林地、草地及水域也呈现出小幅度的减少态势,分别减少了273.32公顷、26.49公顷、112.02公顷、247.62公顷,其他土地增加了31.54公顷。2009-2013年期间的土地利用综合动态度为0.17大于2013-2017年期间土地利用综合动态度,说明前一个土地利用时期的土地活跃程度大于后一个时期。(2)通过分析土地利用转化矩阵,可以发现在2009-2017年间,万州区土地利用转出量最大的是耕地,为2226.42公顷,其中有25.93%转化为了林地,71.44%转化为了建设用地。在这7种土地利用类型中,变化量最大的为建设用地,其次是耕地和林地。园地、林地、草地和水域转化为建设用地的面积分别为225.00公顷、594.54公顷、109.49公顷和255.60公顷,这是由于随着人口增长和社会经济的发展、交通运输和基础设施的建设用需要大量扩展占用其他类型的土地。在影响土地利用变化的因子选取方面结合万州区的实际情况选取自然、区位和社会经济三个方面的9个驱动因子,经过回归分析ROC的检验值均大于0.7,说明选取的驱动因子可靠,可用于土地利用变化的模拟。(3)耦合的Markov-FLUS模型能很好解决土地利用变化模拟中数量变化预测和空间模拟的过程,经过设置转换规则、邻域因子等参数以2009年的土地利用现状为基期来验证2017年的土地利用情况,结果显示模拟正确的栅格数量达到326344个,总体正确率为94.20%,各个地类的模拟正确率也达到了90%以上;Kappa指数为Kappa值为0.9248远大于0.75、Overall Accuracy=0.9470说明整体模拟精度较高,可利用该模型对万州区未来多情景的土地利用情况进行模拟。(4)在自然增长情景、耕地保护情景、生态保护情景和综合发展情境下万州区2035年的土地利用状况变化不同。自然增长情境下,增加的建设用地主要沿长江两岸的建设用地周围蔓延发展以及零散增长的城镇工矿用地和交通运输用地,减少的耕地面积主要为西北部的地区,园地主要分布在北部大周镇和小周镇的附近乡镇地区,减少的林地区主要集中在新田镇、长岭镇、陈家坝街道、钟鼓楼街道、天城镇和熊家镇等地区;草地的分布和减少都相对零散分在研究区的各个地方;水域的减少栅格主要分沙河街道、周家坝街道和太白街道交界的大方;其他土地在研究期间内由于数量较小,分布情况基本不变。在耕地保护情景中加入了基本农田保护区的限制,相较于自然发展情境下耕地的减少量减少1713公顷,使耕地的数量和质量得到了保证。林地和草的数量有所减少,主要是转化为建设用地,林地、水域和其他用地的数量基本维持总体不变。在生态保护情境下,设置了生态保护限制区,保证了生态保护区内的园地、林地和水域等不转化其他地类,降低了转移量,保证生态用地的面积,生态用地得到了进一步的保护。在综合发展的情境下,将该情景下土地利用的栅格数量与自然发展情景下进行对比分析可知,各类用地的情况都得到了均衡的变化。因此和自然发展、生态保护和耕地保护情景相比,综合发展情景在土地利用的空间布局上更合理。根据模拟结果构建出万州区“一心三轴,五横,多点”的“三区”空间。(5)土地利用结构优化。根据灰色线性的相关理论,以经济效益为目标构建函数,社会效益和生态效益为目标构建约束条件,得出土地利用结构优化结果,对结果进行分析与目标年的模拟结果有一定的差距,主要是因为在模拟与优化过程中的限制条件不同,说明地方政府的数量规划和土地利用政策会对未来土地利用产生较大的影响。

郭仝[6](2019)在《面向多目标的妫水河流域土地配置优化研究》文中指出妫水河流域将作为2019年世园会和2022年冬奥会的支撑场所。为达到世园会和冬奥会对妫水河流域和谐宜居、生态疗养、美丽乡村等目标要求,还需在水土保持治理工作的基础上,通过科学、合理的手段对妫水河流域不同土地类型的使用结构进行规划配置。本文将结合妫水河流域水土保持治理现状和未来的土地功能定位,从多目标优化的方向,构建面向妫水河流域土地配置方案的优化方法以及方案筛选方法。本文主要的研究内容是:(1)在水土保持治理的基础上和世园会及冬奥会的需求下,遵照选取指标和数据的可获性,结合现有文献的水土保持相关的指标体系,从经济、资源、社会、环境、生态五个角度,构建妫水河流域的土地优化方案的指标体系,并基于该指标体系构建用于妫水河流域土地结构配置的目标函数及约束条件。(2)输入妫水河流域的目标函数和约束条件,使用基于差分变异的多目标遗传算法NSGA2(Non-dominated Sorting Genetic Algorithms 2),设计面向妫水河流域土地配置方案的多目标优化方法,形成一组满足多目标要求且均匀分布在Pareto前沿的非占优土地配置方案。(3)在多组非占优方案中,从综合性和可获取性等角度,建立妫水河流域层次结构模型并基于AHP(Analytic Hierarchy Process)研究筛选具有实际操作价值的土地配置结构方案优选方法。在实证分析中,基于已有的水土保持监测数据、年鉴数据和实测数据,实验得到多组非占优的耕地、园地、林地、水域和建设用地这五种土地类型的面积和其对应的五维效益。再使用AHP法从得到的多组Pareto方案中优选出一组满足妫水河流域的土地配置方案,为妫水河流域水土保持的规划和建设提供科学指导。

普军伟[7](2019)在《基于资源环境承载力的喀斯特山区土地利用优化》文中研究说明在资源环境不断恶化的情况下,承载力评价逐渐成为国土资源保护与开发的指导内容。尤其在喀斯特山区,由于生态环境脆弱和资源过度利用,导致自然植被减少,土壤侵蚀严重,石漠化状况加深,土地生产力降低,水资源供应不足,人—地矛盾和资源环境问题十分突出。因此,亟需科学认识喀斯特山区的资源环境承载力,并优化土地资源的开发利用方式。本研究遵循“背景概述→研究进展→方法体系→实证分析”的基本思路,查阅文献资料,考察实地情况,从当前喀斯特山区资源环境状况、社会经济条件和土地利用结构入手,提出适用于喀斯特山区资源环境承载力评价和土地利用数量优化的方法体系,并以滇东南典型区域广南县为例进行实证分析。主要研究结论如下:(1)喀斯特山区资源环境承载力的影响因子主要有资源、环境和社会经济三个子系统下的水资源、土地资源、矿产资源、旅游资源、区位资源、生态环境、地理环境、水土流失环境、水环境、大气环境、社会及经济状况12个方面,其中旅游资源、区位资源、地理环境和水土流失环境是喀斯特山区资源环境承载力评价的4个重要指标。(2)研究区广南县2017年资源环境承载力整体处于中承载等级,并以低承载和中承载水平为主,占全县总面积的80.00%以上:各地类中,城镇建设用地的资源环境承载力最强,是喀斯特山区人类活动和社会经济发展的主要依托地类。(3)具体分析承载力与各土地利用类型间的关系,将各地类的子系统承载力特征均值带入优化目标函数,能有效从资源、环境和社会经济三大子目标最优角度优化喀斯特山区的土地利用数量结构。(4)根据喀斯特山区较突出的供水情况,采用“20%可供水利用率”、“30%可供水利用率”和“40%可供水利用率”3种情景模式对广南县2035年土地利用数量结构进行优化。其中“30%可供水利用率”情景的优化效果最好,表明减少旱地、农村居民点和自然保留地面积,同时增加园地、林地、城镇建设用地、其他建设用地和水域面积,有利于提高喀斯特山区的整体承载力,促进区域内人类活动和资源环境的协调可持续发展。

李乐乐[8](2019)在《基于DNDC和灰色多目标规划模型的矿区土地利用低碳优化调控研究》文中研究表明中国的煤炭产量占世界总煤炭产量的近45%,而且煤炭开采破坏大量土地产生巨大的碳排放,所以低碳减排已成为中国等世界采煤大国的责任和共识。科学研究表明土地利用优化能在很大程度上增加碳汇,对促进区域乃至全球低碳减排具有重要意义。但是目前国内外对井工煤矿区低碳土地利用优化的研究很少,也缺乏响应的理论来指导井工煤矿区低碳土地利用的规划和实践。本文以晋煤集团大型煤炭基地内的集中连片井工煤矿区为研究对象,首先以1986-2015年间的Landsat遥感影像为基础分析了土地利用类型的变化,然后利用DNDC模型对耕地、林地和草地的碳排放系数进行模拟及优化,对其碳排放因子进行不断地调控使碳排放系数降低,再利用碳排放系数法和IPCC的一些算法来核算矿区每种土地利用类型的碳排放量,最后采用灰色多目标规划模型(GMDP)对土地利用进行低碳情景模拟并提出低碳优化方案。主要得出如下结论:(1)矿区1986-2015年土地利用结构主要还是以农业生态系统为主,但耕地、林地和草地面积呈现不断下降的趋势。而建设交通用地和采矿用地却不断增加,且采矿用地增长速度最快。(2)利用DNDC模型进行本地化验证后,可用来模拟矿区耕地、林地和草地生态系统,从而利用其对碳排放系数进行模拟,得到结果分别为3.301t/hm2、-1.042t/hm2、-0.749 t/hm2,优化模拟后发现坡度、土壤性质和耕作措施均对其有重要的影响,通过不断调控提出了组合最优措施。(3)通过利用碳排放系数法和IPCC法对矿区碳排放量进行结算,结果发现矿区在1986-2015年期间土地利用碳排放总量呈明显增加趋势,从1986年的将近13.79万t增加到29.72万t,总共增加了15.93万t,约2.3倍。1986-2015年耕地、林地和草地碳排放量总体呈减少趋势,而建设及交通用地和采矿用地碳排放量却大幅度增加,可以看出人为活动碳排放对矿区温室气体排放贡献率极大。(4)通过利用灰色多目标规划模型对矿区土地利用进行低碳优化,结果得出低碳排放型优化方案比较适合作为土地利用优化调整和能源产业发展的目标,该优化方案能在保持较高经济效益产出的同时实现低碳减排的目标。

喻丹[9](2019)在《基于水文响应的淮河流域土地利用优化研究》文中研究表明水土流失仍是中国面临的重大生态环境问题之一。水土流失危及人类的生存,阻碍经济、社会的可持续发展。在造成水土流失的众多因素之中,土地利用方式被认为是主要影响因素,因此土地利用的合理规划是控制水土流失最直接、最有效的方法之一。传统对流域土地利用规划方案的评价研究是基于情景分析的方法,即先根据流域特性设置多个土地利用规划情景,再选取相关的指标进行评价分析,进而进行多方案择优。但是这种基于情景分析的方法所设置的情景带有一定的主观性,且设置的规划情景的数量也是有限的,不能从最优化的角度给出具体的土地利用数量和空间调整方案。本文选取我国水土保持重点防治区之一的淮河息县水文站以上流域为研究区,将分布式水文模型模拟的水文响应作为优化目标纳入土地利用优化方法中,采取由粗到细、逐步递进的策略优化研究区的土地利用。本文主要研究内容及成果如下:(1)构建研究区的SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,以流域出口息县站的径流和泥沙观测数据对模型参数进行率定和验证。结果显示月径流模拟的率定期和验证期的Nash效率系数均在0.80以上,月泥沙模拟的Nash效率系数均在0.70以上。率定和验证结果表明SWAT模型在研究区的径流和泥沙模拟中有较好的适用性。(2)以退耕还林作为研究区的土地利用规划操作,开发了土地利用规划情景模块,该模块通过对SWAT模型输入文件的修改并耦合SWAT可执行程序来进行水文模拟。首先,基于该模块研究了以耕地面积主导和以关键源区主导的两个退耕还林策略下,水土流失控制、流域干旱风险以及耕地资源保护三者之间的关系;研究结果显示退耕还林的实施不会使研究区出现严重的干旱危机,以关键源区主导退耕还林的策略在控制泥沙的同时能够更好地保护耕地资源。然后,从所有可能的子流域退耕还林组合中随机抽取1000个样本,使用土地利用规划情景模块模拟出对应组合的流域产沙结果,据此对BP神经网络进行训练和验证;结果显示BP神经网络模型训练期、验证期和预测期的精度较高。说明建立的BP神经网络模型能够准确地表征土地利用规划情景与水文响应之间复杂的输入输出关系。(3)将子流域退耕还林操作为自变量构造多目标整数规划模型,以建立的BP神经网络模型模拟的土地利用变化与水文响应之间的动态关系作为生态目标,以流域退耕面积作为社会目标,以流域GDP产值降幅作为经济目标,在最小人均耕地面积的约束下使用基本遗传算法求解。根据优化目标侧重点的不同,分别优化了生态目标为主、社会目标为主和经济目标为主的子流域尺度的退耕还林方案。结果显示三种方案优化的退耕子流域都集中分布在研究流域的上游区域;在协调水土流失控制和耕地资源保护之间的矛盾方面,优化出的方案均比以关键源区主导退耕还林策略表现得更优。(4)根据土地适宜性评价因子选择的基本原则和数据的可获得性,选择了DEM、坡度、地貌、土壤有机质含量、土壤排水条件、土壤PH值、年平均降雨量、10℃积温和距水源的距离这9个因子,采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process-AHP)确定各因子的权重,综合评价了研究区耕地的适宜性,揭示了耕地适宜性等级的面积统计特征及空间分布规律:最适宜(S1)、可适宜(S2)、基本适宜(S3)和不适宜(N)的耕地面积分别占全流域总面积的20.52%、48.42%、20.12%和10.94%;耕地的适宜性等级在空间上呈现出一定的过渡性,表现为从河源山地区域的不适宜到淮河干流中下游平原地区的最适宜。(5)依据退耕还林工程“统筹规划、分步实施”的原则,在子流域优化方案上提出进一步优化子流域内部土地利用栅格的空间分布。将生态目标为主的子流域优化方案作为总退耕面积的约束,制定了四个阶段的退耕还林计划,采用二维空间编码的遗传算法,以研究区耕地适宜性评价结果、土地利用系统空间协调度以及基于SWAT模型模拟的子流域退耕还林优先级构造综合适应度函数,优化各个阶段下林地和耕地的空间配置。优化结果显示,优化后的综合适应度函数值均得到了提高,提高的幅度范围为5.88%16.18%。综上所述,本文提出的优化方法,能在子流域和栅格尺度上以层次递进细化的方式明确退耕还林实施的具体区域,为淮河流域水土保持规划及管理提供了客观、科学的决策依据。

马淑花[10](2018)在《基于生态系统服务价值评估的土地利用规划研究》文中研究表明自改革开放以来,中国的城市化经历了前所未有的快速发展。城市化推动中国经济取得了举世瞩目的巨大成就,同时也造成了诸多严重的环境、生态问题。在城市扩张的过程中,大量的农业用地如耕地、园地和生态用地如林地和草地被城市建设用地所侵占。土地滥用现象普遍存在,导致土地资源浪费,后备土地资源严重不足。作为人类生活的载体,土地生态系统不仅为人类的生产,消费提供了一系列原材料和物质基础,而且提供了诸如气候调节,废物处理,水土保持,娱乐休闲,观光旅游等一系列不可替代的非物质性服务。然而,由于城市化过程中粗放的土地利用模式,导致土地生态系统不断降级,所提供的生态系统服务逐年减少。虽然将生态系统服务价值纳入土地利用决策中的重要性已得到广泛的认知,但将生态系统服务价值纳入到土地利用规划和管理中的方法严重不足。鉴于此,本文主要进行了以下几个方面的研究:从土地生态系统所提供的生态服务的角度出发,利用生态系统服务价值评估理论,评估了不同土地生态系统所提供的生态服务的价值。然后将其纳入到土地利用规划中,建立数学模型,优化土地利用结构,实现土地生态价值最大化。具体而言,本文首先建立了灰色预测模型,预测了土地利用的变化,并检验了预测模型的可靠性。然后根据所建模型的预测结果,构建灰参数线性规划模型进行土地利用结构优化。最后,将所建立的模型应用在实例研究中,以验证所提出方法在土地利用规划中的可行性和适用性。本文比较分析了优化的土地利用结构与政府土地利用规划的优劣。分析了不同土地利用方案对生态系统服务价值的影响。结果表明,将灰色预测模型与灰参数线性规划结合起来进行土地利用规划是一种有效的方法。优化后的土地利用结构与政府的规划相比,可以增加生态用地如林地、园地和草地的面积,也可以增加土地生态系统所提供的生态系统服务的价值。从而有利于维持地区生态系统的完整性和生态系统组成成分的稳定性。从土地利用综合效益的角度出发,为解决快速城市化下偏重土地利用的经济效益而造成土地利用结构不平衡的问题,本文综合考虑了土地利用的经济效益、社会效益和生态效益,建立了多目标的土地利用规划模型。同时,为处理土地利用规划中的不确定因素,本文将模糊规划和多目标规划结合起来并纳入到一个优化框架中,建立了模糊多目标线性规划(FMLP)模型,并且简化了模型的求解过程,提高了模型的可行性。最后选取了一个典型的地区-武汉市作为实例,将模型应用在武汉市的土地利用规划的研究中。结果表明,与政府制定的土地利用规划相比,优化的土地利用结构在增加土地利用的经济效益和生态效益中优势明显。本研究所建立的模型不仅可以实现不同土地利用类型的社会效益、经济效益和生态效益的整合,也能够处理土地优化过程中的一些不确定性因素。因此,FMLP模型是土地利用规划中一种有效的方法,可以应用在土地利用结构不平衡的城市或地区,以优化土地资源配置。基于前面的研究,为协调经济系统和自然生态系统之间的土地资源配置,本文将经济系统和自然生态系统耦合为一个复合系统,进行土地资源优化配置研究。为处理规划过程中大量的不确定性因素,以及分析不同的政策情景,本文根据系统工程理论,建立了模糊两阶段随机规划(FTSP)模型,并且提出用模糊函数排序法处理模糊集,该方法可以减少传统模糊集求解方法中附加变量和约束的数量,从而简化模型求解过程,增强模型的可行性。最后,本文选择了一个经济发展与自然生态系统失衡的地区-武汉市,作为案例,应用FTSP模型进行武汉市所有工业园区和湿地生态系统之间土地资源可持续利用的规划研究。本文引入了土地交易作为一种生态补偿机制来平衡经济系统和自然生态系统之间土地资源的分配,考虑了一系列工业污染物的排放,也考虑了一系列生态环境因素如降雨径流系数、湿地保湿系数、植被覆盖率等。此外,本文将生态系统服务价值评估纳入到优化过程中,评估了11种生态系统服务的价值。根据不同的污水排放标准,设置了五种减排方案,分析了不同的政策情景下,工业结构、经济效益、生态系统服务价值、环境成本和废水排放之间的关系。结果表明,FTSP模型是经济-自然复合系统土地可持续利用规划中一种有效的方法,它不仅可以处理规划过程中的不确定性和随机性,也能够分析当预期目标被违反时,不同的经济处罚变化的情景。研究结果也表明,土地交易是一种有效的生态补偿方式,它有助于将不同土地利用模式的外部性内部化,从而有效地抑制过度开发活动。此外,研究结果也为该地区的工业发展和湿地生态系统保护提供了一些现实启示和实际建议。总之,本文在中国快速城市化的背景下,响应国家生态文明建设的重大战略要求,从节约土地资源,保护生态环境的角度出发,评估土地生态系统所提供的生态服务价值,并将土地的生态价值纳入到土地综合效益的评估中,进行土地利用规划研究。本文从不同的角度,建立数学模型,优化土地利用结构,实现土地资源的最优配置。以平衡经济发展与自然生态环境之间的矛盾,丰富城市可持续发展和人地关系研究的理论内涵,为我国土地资源的可持续利用提供理论依据和实际政策导向。

二、A grey multi-objective programming approach for sustainable land-use in the Miyun Reservoir Basin,China(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、A grey multi-objective programming approach for sustainable land-use in the Miyun Reservoir Basin,China(论文提纲范文)

(1)基于SWAT与Visual Modflow的海伦市水资源模拟与合理配置研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 地表水文模型研究
        1.2.2 地下水数值模拟研究
        1.2.3 地表水-地下水耦合模拟
        1.2.4 生态环境需水量
        1.2.5 水资源合理配置
        1.2.6 存在的问题与不足
    1.3 研究内容与研究方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法与技术路线
    1.4 科学问题及创新点
        1.4.1 科学问题
        1.4.2 创新点
第2章 研究区概况
    2.1 自然地理
        2.1.1 交通位置
        2.1.2 社会经济概况
    2.2 气象水文条件
        2.2.1 气象
        2.2.2 水文
    2.3 地形地貌
    2.4 地质概况
        2.2.1 古生界
        2.2.2 中生界
        2.2.3 新生界
        2.2.4 侵入岩
        2.2.5 构造
    2.5 水文地质条件
        2.5.1 地下水形成与分布
        2.5.2 地下水类型及含水层
        2.5.3 地下水的补、径、排条件
        2.5.4 地下水动态特征
        2.5.5 地下水水化学
    2.6 水资源开发利用
        2.6.1 水利工程
        2.6.2 现状供水量
        2.6.3 现状用水量
    2.7 地表水水质现状
        2.7.1 样品采集
        2.7.2 水质评价
    2.8 地下水水质现状
        2.8.1 样品采集
        2.8.2 水质评价
    2.9 本章小结
第3章 基于SWAT的海伦市地表水径流模拟
    3.1 模拟理论与运算过程
        3.1.1 地表径流
        3.1.2 蒸散发量
        3.1.3 土壤水分运移
        3.1.4 地下水
        3.1.5 河道汇流
    3.2 数据库构建
        3.2.1 DEM高程数据
        3.2.2 土地利用类型数据
        3.2.3 土壤类型数据
        3.2.4 气象资料
    3.3 模型建立与运行
        3.3.1 子流域
        3.3.2 水文响应单元
        3.3.3 模型运行
    3.4 结果分析
        3.4.1 模型的验证
        3.4.2 模拟结果
        3.4.3 各乡镇地表水资源量
    3.5 本章小结
第4章 地表水-地下水耦合模型
    4.1 模型简介与耦合原理
        4.1.1 模型简介
        4.1.2 耦合原理
    4.2 水文地质概念模型
        4.2.1 含水层概化
        4.2.2 边界条件概化
    4.3 数学模型及其离散
        4.3.1 数学模型
        4.3.2 模型的离散
    4.4 参数分区与初始条件
        4.4.1 渗透系数分区
        4.4.2 初始水头
    4.5 源汇项输入
        4.5.1 地下水的补给
        4.5.2 地下水的排泄
    4.6 模型的识别与验证
        4.6.1 模型的识别
        4.6.2 模型的验证
    4.7 模型计算结果
        4.7.1 海伦市地下水资源量
        4.7.2 各乡镇地下水资源量
    4.8 本章小结
第5章 流域水文过程模拟与预报
    5.1 研究方法
        5.1.1 R/S法(重标极差法)
        5.1.2 Morlet(小波法)
        5.1.3 降雨量分析与延展
        5.1.4 测站降雨量分析与计算
    5.2 2030年地表径流模拟与预报
        5.2.1 通肯河流域
        5.2.2 扎音河流域
        5.2.3 海伦河流域
        5.2.4 克音河流域
        5.2.5 三道乌龙沟
    5.3 各乡镇地表径流量
    5.5 本章小结
第6章 地下水的模拟与预报
    6.1 地下水水量、水位预报
        6.1.1 2025年地下水水量、水位预报
        6.1.2 2025年各乡镇地下水资源量
        6.1.3 2030年地下水水量、水位预报
        6.1.4 2030年各乡镇地下水资源量
    6.2 地下水水质预报
        6.2.1 地下水取样
        6.2.2 溶质运移数学模型
        6.2.3 典型离子模拟与预测
    6.3 本章小结
第7章 水资源供需平衡分析
    7.1 供水量分析
        7.1.1 供水量现状分析
        7.1.2 地表水供水能力预测
        7.1.3 地下水供水能力
    7.2 需水量分析
        7.2.1 现状用水量
        7.2.2 生态环境需水量
        7.2.3 生态环境需水量(W_E)计算结果
        7.2.4 需水量预测
    7.3 水资源供需平衡分析
    7.4 本章小结
第8章 水资源合理配置
    8.1 遵循的原则
    8.2 研究方法
        8.2.1 目标函数
        8.2.2 约束条件
    8.3 灰色模型对水资源的预测
        8.3.1 模型建立
        8.3.2 模型的求解
    8.4 水资源合理配置
        8.4.1 合理配置评价指标体系
        8.4.2 熵权法确定权重
        8.4.3 多目标智能灰靶决策模型
        8.4.4 评价结果
        8.4.5 乡镇水资源配置结果
    8.5 本章小结
第9章 结论与展望
    9.1 结论
    9.2 存在问题与展望
参考文献
作者简介及博士研究生期间所取得的科研成果
致谢

(2)基于多目标规划的城市水资源优化配置研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1.绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 水资源利用研究现状
        1.2.2 水资源配置研究现状
        1.2.3 国内外研究评述
    1.3 研究内容
    1.4 研究方案与技术路线
        1.4.1 研究方案
        1.4.2 技术路线图
2.理论基础
    2.1 水资源优化配置基础
        2.1.1 可持续发展理论
        2.1.2 水资源优化配置内涵
        2.1.3 水资源优化配置原则
        2.1.4 水资源优化配置机制
        2.1.5 水资源优化配置模式
    2.2 多目标规划理论
        2.2.1 多目标规划解的概念
        2.2.2 多目标规划求解方法
        2.2.3 直觉模糊集决策方法
3.城市水资源配置现状及存在的问题
    3.1 城市水资源配置现状
        3.1.1 城市水资源现状
        3.1.2 城市水资源供需现状
        3.1.3 城市水资源利用效益与效率
    3.2 城市水资源配置存在的问题
        3.2.1 自然属性下的城市水资源配置问题
        3.2.2 社会属性下的城市水资源配置问题
    3.3 本章小节
4.城市水资源优化配置的关键要素与约束分析
    4.1 城市水资源效益目标分析
        4.1.1 基于可持续利用理念的水资源效益目标
        4.1.2 用水户单位用水效益机理分析
        4.1.3 效益目标的用水关联因子分析
    4.2 城市子区划分及供需部门组成
        4.2.1 城市子区划分
        4.2.2 城市水资源供需部门
    4.3 基于偏好信息的各配置要素优先级决策
        4.3.1 构建基于偏好信息的配置要素优先级决策模型
        4.3.2 基于偏好信息的各子区优化配置优先级
        4.3.3 基于偏好信息的各子区各用水户优化配置优先级
    4.4 城市水资源优化配置约束
        4.4.1 城市供需水量约束
        4.4.2 城市制度指标约束
    4.5 本章小节
5.城市水资源优化配置模型构建
    5.1 多目标城市水资源优化配置模型构建
        5.1.1 构建目标函数
        5.1.2 设置约束条件
        5.1.3 确定函数参数
        5.1.4 多目标城市水资源优化配置模型
    5.2 基于模拟退火多目标算法的城市水资源优化配置模型求解
        5.2.1 多目标城市水资源优化配置需要解决的问题
        5.2.2 模型求解方法的选择
        5.2.3 基于模拟退火多目标算法的城市水资源优化配置模型求解步骤
    5.3 本章小结
6.城市水资源优化配置应用分析——以广州市为例
    6.1 广州市水资源供需分析
    6.2 广州市水资源优化配置方案
        6.2.1 广州市水资源优化配置模型参数设置
        6.2.2 广州市多目标水资源优化配置求解
        6.2.3 广州市多目标水资源优化配置结果分析
    6.3 .政策启示
        6.3.1 广州市水资源可持续利用建议
        6.3.2 对其他城市水资源可持续利用启示
    6.4 本章小节
7.总结与展望
    7.1 研究总结
    7.2 未来展望
致谢
参考文献
附录1
附录2
攻读学位期间主要研究成果

(3)生态系统服务导向下北京市中心城区绿色空间的现状及优化研究(论文提纲范文)

基金项目
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 全球生态现状:生态环境恶化威胁人类的生存与发展
        1.1.2 国家政策引导:生态文明建设成为战略布局的重要内容
        1.1.3 城市发展需要:响应城市战略定位,优化升首都功能
        1.1.4 学科融合必然:交叉融合的多学科为城市环境问题供出路
    1.2 研究目的和意义
        1.2.1 构建生态系统服务视角下城市绿色空间优化的研究框架
        1.2.2 探索城市绿色空间要素配置和空间结构优化的研究方法
        1.2.3 探讨生态系统服务导向下城市绿色空间的功能引导策略
        1.2.4 推进北京建设国际一流的和谐宜居之都工作的开展
    1.3 研究现状
        1.3.1 城市绿色空间的综合研究
        1.3.2 生态系统服务在城市绿色空间规划中的应用研究
        1.3.3 研究述评
    1.4 研究范围和对象
        1.4.1 研究范围—北京市中心城区
        1.4.2 空间尺度—分片区分圈层
        1.4.3 用地类型—城市建设用地以内绿地和非建设用地内绿色空间
        1.4.4 功能价值—生态打底综合发展
    1.5 研究内容和技术路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
2 城市绿色空间及其生态系统服务的解读
    2.1 城市绿色空间的本体认知
        2.1.1 构成要素
        2.1.2 结构布局
        2.1.3 功能价值
        2.1.4 城市绿色空间的特性
    2.2 城市绿色空间生态系统服务的解读
        2.2.1 概念内涵
        2.2.2 服务特点
    2.3 生态系统服务导向下城市绿色空间优化的分析框架
        2.3.1 理论依据
        2.3.2 优化思路
    2.4 小结
3 北京市概况与中心城区绿色空间发展历程概述
    3.1 北京城市概况
        3.1.1 自然地理概况
        3.1.2 社会经济概况
    3.2 北京市自然生态格局
        3.2.1 绿色空间基底
        3.2.2 自然山水结构
        3.2.3 小结
    3.3 北京市中心城区绿色空间的发展历程
        3.3.1 建国前绿色空间的发展
        3.3.2 建国后绿色空间的发展
        3.3.3 北京市绿色空间的演变特点
    3.4 小结
4 北京市中心城区绿色空间景观格局分析
    4.1 数据来源和研究方法
        4.1.1 数据来源与处理
        4.1.2 景观格局指数
        4.1.3 移动窗口法
    4.2 各区绿色空间景观格局的分析
        4.2.1 全区的景观格局分析
        4.2.2 各圈层的景观格局分析
        4.2.3 各行政区的景观格局分析
    4.3 景观格局的梯度变化分析
        4.3.1 斑块密度(PD)
        4.3.2 最大斑块指数(LPI)
        4.3.3 边缘密度(ED)
        4.3.4 景观分离度(DIVISION)
    4.4 小结:绿色空间景观格局特征和问题总结
        4.4.1 景观格局特征
        4.4.2 现状问题总结
5 生态系统服务导向下绿色空间要素配置的优化研究
    5.1 北京市中心城区绿色空间要素配置的现状评价
        5.1.1 评价方法
        5.1.2 评价结果
        5.1.3 要素配置的问题总结
    5.2 生态系统服务导向下要素配置的优化研究
        5.2.1 优化方法
        5.2.2 优化结果
        5.2.3 优化建议
    5.3 小结
6 生态系统服务导向下绿色空间网络结构的优化研究
    6.1 北京市中心城区绿色空间功能性连接网络的研究方法
        6.1.1 基于最小费用模型的网络构建方法
        6.1.2 网络评价方法
    6.2 全区范围绿色空间网络结构的优化研究
        6.2.1 功能性连接网络的模拟构建
        6.2.2 功能性连接网络的现状分析
        6.2.3 网络结构的问题总结
        6.2.4 网络结构的优化途径
    6.3 各圈层绿色空间网络结构的优化研究
        6.3.1 中心地区-核心区的现状及优化研究
        6.3.2 核心区的现状及优化研究
        6.3.3 各圈层之间的比较研究
    6.4 各行政区绿色空间网络结构的优化研究
        6.4.1 东城区网络结构的现状及优化研究
        6.4.2 西城区网络结构的现状及优化研究
        6.4.3 海淀区网络结构的现状及优化研究
        6.4.4 朝阳区网络结构的现状及优化研究
        6.4.5 丰台区网络结构的现状及优化研究
        6.4.6 石景山区网络结构的现状及优化研究
        6.4.7 各行政区之间的比较研究
    6.5 小结
        6.5.1 现状特征
        6.5.2 优化途径
        6.5.3 优化建议
7 生态系统服务导向下功能引导策略研究
    7.1 生态系统服务的分布特征
        7.1.1 调节服务分布特征
        7.1.2 支持服务分布特征
        7.1.3 社会与文化服务分布特征
        7.1.4 各功能区的主导服务类型
    7.2 生态系统服务导向下的功能引导策略
        7.2.1 以社会与文化服务保护控制为主的区域
        7.2.2 以综合服务协同发展为主的区域
        7.2.3 以调节和支持服务保障升为主的区域
    7.3 小结
8 结论和余论
    8.1 结论
        8.1.1 生态系统服务导向下城市绿色空间的优化思路
        8.1.2 北京市中心城区绿色空间具有数量结构差异和空间梯度分异特点
        8.1.3 合理调整要素数量结构是高绿色空间综合效益的重要手段
        8.1.4 构建功能性连接网络是保护生态安全维持系统稳定的有效途径
        8.1.5 制定功能引导策略是保证主导服务高效发挥的重要方式
    8.2 创新点
    8.3 余论
参考文献
图表目录
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢

(4)庆阳市非常规水资源与常规水资源协同配置研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 水资源配置研究进展
        1.2.1.1 “以需定供”配置思想
        1.2.1.2 “以供定需”配置思想
        1.2.1.3 基于“宏观经济”系统配置思想
        1.2.1.4 “可持续发展”配置思想
        1.2.1.5 “水量、水质联合”配置思想
        1.2.1.6 “三生水”配置思想
        1.2.2 非常规水资源利用研究进展
        1.2.2.1 再生水综合利用
        1.2.2.2 雨水资源利用
        1.2.2.3 矿井疏干水资源利用
        1.2.3 水资源协同配置模型研究进展
        1.2.3.1 水资源配置模型进展
        1.2.3.2 模型求解方法研究进展
    1.3 非常规与常规水资源协同配置研究主要存在的问题
    1.4 研究内容及技术路线
    1.5 本章小结
第二章 水资源协同配置理论
    2.1 水资源协同配置理论
        2.1.1 水资源协同配置原则
        2.1.2 水资源协同配置手段
    2.2 水资源多目标配置方法
    2.3 供需水量预测方法
    2.4 水资源协同配置结果评价方法
    2.5 本章小结
第三章 研究区概况
    3.1 自然地理概况
    3.2 气象概况
    3.3 经济社会发展概况
    3.4 工程建设现状
        3.4.1 水利工程开发利用现状
        3.4.2 海绵城市项目工程建设
        3.4.3 城市供水及污水处理能力建设
    3.5 水资源及水资源利用现状
        3.5.1 河流及水资源情况
        3.5.1.1 地表径流水资源
        3.5.1.2 地下水资源
        3.5.2 水资源利用现状
    3.6 现状年水资源承载力分析
        3.6.1 水资源承载力分析方法
        3.6.2 水资源承载力计算
    3.7 非常规与常规水资源协同配置的必要性
        3.7.1 庆阳市水资源供需矛盾突出
        3.7.2 庆阳市非常规与常规水资源协同配置的必要性
    3.8 本章小结
第四章 需水量与供水量预测
    4.1 庆阳市主要社会、经济指标灰色预测结果
    4.2 需水量计算
        4.2.1 各部门需水量计算方法
        4.2.1.1 生活及三产需水量计算
        4.2.1.2 第一产业需水量计算
        4.2.1.3 第二产业需水量计算
        4.2.1.4 生态需水量计算
        4.2.2 各部门需水量预测值
    4.3 供水量计算
        4.3.1 水资源总量分析
        4.3.1.1 水资源总量
        4.3.1.2 地表水资源量
        4.3.1.3 地下水资源量
        4.3.2 常规水资源可供水量
        4.3.3 非常规水资源可供水量
        4.3.4 庆阳市可供水量预测值
    4.4 庆阳市规划年供需平衡分析
    4.5 本章小结
第五章 庆阳市非常规与常规水资源协同配置模型
    5.1 目标函数
    5.2 约束条件
    5.3 模型求解与结果对比
        5.3.1 三种改进的新型仿生智能算法
        5.3.1.1 改进飞蛾扑火算法
        5.3.1.2 改进灰狼优化算法
        5.3.1.3 改进鲸鱼算法
        5.3.2 智能优化算法测试
    5.4 本章小结
第六章 庆阳市非常规与常规水资源协同配置模型求解与结果评价
    6.1 水资源协同配置结果
    6.2 水资源协同配置结果评价
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历

(5)基于FLUS模型的万州区土地利用变化模拟及土地利用结构优化研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 土地利用变化研究进展
        1.2.2 LUCC预测模型研究进展
        1.2.3 土地利用结构优化研究
    1.3 研究内容、方法与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技术路线
第2章 研究区概况及数据来源
    2.1 万州区概况
        2.1.1 地理位置及行政区划
        2.1.2 自然环境概况
        2.1.3 社会经济发展状况
    2.2 数据来源及预处理
        2.2.1 数据来源
        2.2.2 数据预处理
第3章 万州区土地利用变化及驱动因子选取
    3.1 土地利用变化幅度分析
    3.2 土地利用程度变化分析
    3.3 土地利用变化速度分析
        3.3.1 土地利用单一动态度
        3.3.2 综合土地利用动态度
    3.4 土地利用转移矩阵分析
    3.5 土地利用变化驱动因子选取
        3.5.1 驱动因子的选取原则
        3.5.2 驱动因子的选取及检验
第4章 土地利用变化模拟
    4.1 构建Markov-FLUS模型原理及概述
    4.2 FLUS模型的相关参数设置
        4.2.1 转换规则
        4.2.2 土地需求预测分析
        4.2.3 制作基于神经网络的适宜性概率图集
        4.2.4 土地利用变化邻域因子设置
    4.3 模拟结果及精度验证
        4.3.1 万州区2017年土地利用模拟分布情况
        4.3.2 数量精度及空间精度的验证
    4.4 万州区土地利用变化情景模拟
        4.4.1 情景一:自然发展情景
        4.4.2 情景二:耕地保护情景
        4.4.3 情景三:生态保护情景
        4.4.4 情景四:综合发展情景
    4.5 模拟结果对比分析
        4.5.1 四种情境下土地利用结构对比
        4.5.2 四种情境下土地利用空间布局对比
        4.5.3 构建“一心三轴,五横,多点”的“三区”空间
第5章 万州区土地利用结构优化研究
    5.1 土地利用结构优化概念
        5.1.1 土地利用结构优化的原则
        5.1.2 土地利用结构优化的目标
    5.2 构建万州区土地利用结构优化的模型
        5.2.1 设置决策变量
        5.2.2 目标函数的建立
        5.2.3 约束条件的构建
        5.2.4 预测模型的相关设置
        5.2.5 模型求解
    5.3 优化结果分析及建议
        5.3.1 优化结果分析
        5.3.2 建议
第6章 研究结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 不足与展望
参考文献
致谢
论文发表及参与的科研项目情况

(6)面向多目标的妫水河流域土地配置优化研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及目的
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的
        1.1.3 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 土地配置优化目标
        1.2.2 土地配置优化方法
        1.2.3 主要问题
    1.3 研究内容及研究目标
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究目标
    1.4 研究方法及技术路线
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技术路线
    1.5 小结
2 相关理论和方法
    2.1 土地配置优化介绍
        2.1.1 土地配置优化的原则
        2.1.2 土地配置优化的目的
        2.1.3 土地配置优化方法
    2.2 多目标优化的基本方法
        2.2.1 多目标优化的介绍
        2.2.2 多目标优化的基本方法
    2.3 智能优化算法
        2.3.1 智能优化算法的介绍
        2.3.2 带精英策略的非支配排序遗传算法
    2.4 优化模型优选
    2.5 小结
3 多目标土地配置优化模型
    3.1 数据来源
    3.2 妫水河流域土地配置优化指标体系的构建
        3.2.1 指标体系的构建原则
        3.2.2 妫水河流域土地配置的指标
    3.3 妫水河流域土地配置优化模型的构建
        3.3.1 目标函数的建立
        3.3.2 约束方程的建立
    3.4 小结
4 多目标土地配置优化方法
    4.1 多目标遗传算法NSGA2用于土地配置优化的可行性分析
    4.2 多目标遗传算法NSGA2的改进设计
        4.2.1 差分变异策略引用
        4.2.2 变缩放因子的引用
    4.3 妫水河流域土地配置优化模型求解
    4.4 妫水河流域求解结果
    4.5 小结
5 妫水河流域土地配置优化方案优选
    5.1 建立妫水河流域层次结构模型
    5.2 妫水河流域土地配置优化方案求解过程
    5.3 妫水河流域土地配置优化方案选择结果
    5.4 小结
6 总结与展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢

(7)基于资源环境承载力的喀斯特山区土地利用优化(论文提纲范文)

资助项目
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的与意义
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意义
    1.3 研究方案
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技术路线
第二章 国内外研究进展
    2.1 资源环境承载力研究进展
        2.1.1 资源环境承载力概念
        2.1.2 资源环境承载力研究
    2.2 土地利用优化研究进展
        2.2.1 土地利用数量结构优化研究
        2.2.2 基于承载力的土地利用优化研究
第三章 研究方法
    3.1 喀斯特山区资源环境承载力评价方法
        3.1.1 资源环境承载力评价方案制定
        3.1.2 资源环境承载力评价指标分析
    3.2 喀斯特山区土地利用数量结构优化方法
        3.2.1 设置优化目标函数
        3.2.2 确定优化约束条件
第四章 实证分析
    4.1 研究区概况及数据处理
        4.1.1 实证研究区概况
        4.1.2 数据来源及处理
    4.2 广南县土地利用现状特征分析
        4.2.1 土地利用数量结构特征
        4.2.2 土地利用空间分布特征
    4.3 广南县资源环境承载力评价结果
        4.3.1 资源环境承载力综合评价结果分析
        4.3.2 子系统承载力评价结果分析
        4.3.3 各地类承载力评价结果分析
    4.4 广南县土地利用数量结构优化结果
        4.4.1 数量结构优化设置
        4.4.2 数量结构优化结果分析
第五章 结论与讨论
    5.1 结论
    5.2 讨论
参考文献
攻读硕士学位期间完成的科研成果
致谢

(8)基于DNDC和灰色多目标规划模型的矿区土地利用低碳优化调控研究(论文提纲范文)

摘要
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意义
    1.3 国内外研究进展
        1.3.1 土地利用碳排放核算方法研究进展
        1.3.2 土地利用碳排放研究进展
        1.3.3 低碳土地利用优化调控研究进展
    1.4 研究内容和技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
2 数据和方法
    2.1 研究区概况
    2.2 数据来源
        2.2.1 DNDC模型
        2.2.1.1 气象数据的获取
        2.2.1.2 土壤数据的获取
        2.2.1.3 植被管理数据的获取
        2.2.1.4 温室气体的采集和测定
        2.2.2 土地利用数据来源
        2.2.3 社会经济统计数据
3 研究区耕地、林地和草地碳排放系数模拟及优化
    3.1 DNDC模型的本地化验证
    3.2 耕地碳排放系数模拟及优化
        3.2.1 耕地碳排放系数模拟
        3.2.2 耕地碳排放系数优化模拟
    3.3 林地碳排放系数模拟及优化
        3.3.1 林地碳排放系数模拟
        3.3.2 林地碳排放系数优化模拟
    3.4 草地碳排放系数模拟及优化
        3.4.1 草地碳排放系数模拟
        3.4.2 草地碳排放系数优化模拟
4 研究区土地利用变化及其碳排放特征
    4.1 土地利用变化
    4.2 土地利用碳排放核算
    4.3 土地利用碳排放结果与分析
5 矿区土地利用低碳优化
    5.1 灰色多目标规划模型
        5.1.1 模型建立
        5.1.2 变量设置
        5.1.3 目标函数构建
        5.1.4 约束条件构建
    5.2 结果与分析
        5.2.1 模型求解
        5.2.2 优化方案结果对比分析
        5.2.3 最优方案调控措施
    5.3 低碳土地利用管理
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
Abstract
致谢
参与项目情况
发表论文情况

(9)基于水文响应的淮河流域土地利用优化研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究进展
        1.2.1 土地利用变化的水文响应研究
        1.2.2 土地适宜性评价研究
        1.2.3 土地利用优化方法研究
        1.2.4 存在的问题和发展趋势
    1.3 研究目标与内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
    1.4 本章小结
第2章 研究区概况
    2.1 地形地貌特征
    2.2 气候水文
    2.3 土壤植被
    2.4 社会经济状况
    2.5 水土流失现状
    2.6 本章小结
第3章 研究区SWAT模型的构建
    3.1 SWAT模型原理
        3.1.1 气候
        3.1.2 水文
        3.1.3 土壤侵蚀
        3.1.4 主河道演算
    3.2 数据准备及SWAT模型建立
        3.2.1 DEM数据
        3.2.2 土地利用数据
        3.2.3 土壤数据
        3.2.4 气象数据
    3.3 SWAT模型参数敏感性分析
    3.4 SWAT模型参数率定和验证
        3.4.1 精度评价指标
        3.4.2 模型率定和验证结果
    3.5 水文响应的时空分析
        3.5.1 时间尺度水文响应分析
        3.5.2 空间尺度水文响应分析
    3.6 本章小结
第4章 土地利用规划情景与流域水文响应的定量关系研究
    4.1 SWAT模型土地利用规划情景模块开发
    4.2 主观设定的退耕还林策略研究
        4.2.1 以耕地面积主导退耕还林
        4.2.2 以关键源区主导退耕还林
    4.3 基于BP神经网络的土地利用规划情景与产沙模数定量关系的建立
    4.4 本章小结
第5章 子流域尺度的土地利用规划情景的优化研究
    5.1 自变量设置
    5.2 目标函数构造
        5.2.1 生态目标
        5.2.2 社会目标
        5.2.3 经济目标
        5.2.4 综合多目标
    5.3 约束条件
    5.4 优化结果
        5.4.1 生态目标为主的优化结果
        5.4.2 社会目标为主的优化结果
        5.4.3 经济目标为主的优化结果
    5.5 本章小结
第6章 研究区土地适宜性评价研究
    6.1 评价因子的选择和标准化
    6.2 评价因子权重的确定
        6.2.1 建立层次结构
        6.2.2 构造判断矩阵
        6.2.3 判断矩阵一致性检验
        6.2.4 单层次因子权重及层次总权重的确定
    6.3 评价模型
    6.4 评价结果
    6.5 本章小结
第7章 栅格尺度的土地利用规划情景的优化研究
    7.1 土地利用空间结构优化的遗传算法思路
    7.2 土地利用空间结构优化的遗传算法实现
        7.2.1 染色体空间编码方式
        7.2.2 初始种群的生成
        7.2.3 适应度函数的计算
        7.2.4 空间遗传操作
    7.3 土地利用空间结构优化结果
        7.3.1 第一阶段退耕还林优化结果
        7.3.2 第二阶段退耕还林优化结果
        7.3.3 第三阶段退耕还林优化结果
        7.3.4 第四阶段退耕还林优化结果
    7.4 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 主要研究工作和结论
    8.2 展望
参考文献
攻博期间发表的与学位论文相关的科研成果目录
致谢

(10)基于生态系统服务价值评估的土地利用规划研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 研究内容
    1.4 研究方法与技术路线
    1.5 主要创新点
2 相关理论和文献综述
    2.1 生态系统服务价值评估理论和方法研究
    2.2 生态系统服务价值评估在土地利用规划和管理中的应用
    2.3 土地利用规划模型研究
3 生态效益优先的土地利用规划研究
    3.1 引言
    3.2 研究方法
    3.3 实例应用
    3.4 结果分析
    3.5 本章小结
4 综合土地社会、经济、生态效益的土地利用规划研究
    4.1 引言
    4.2 研究方法
    4.3 实例应用
    4.4 模型构建
    4.5 结果分析
    4.6 本章小结
5 经济-自然复合系统土地利用规划研究
    5.1 引言
    5.2 研究方法
    5.3 实例应用
    5.4 模型构建
    5.5 结果分析
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读学位期间取得的学术成果

四、A grey multi-objective programming approach for sustainable land-use in the Miyun Reservoir Basin,China(论文参考文献)

  • [1]基于SWAT与Visual Modflow的海伦市水资源模拟与合理配置研究[D]. 田辉. 吉林大学, 2020(01)
  • [2]基于多目标规划的城市水资源优化配置研究[D]. 崔惠敏. 西安理工大学, 2020(11)
  • [3]生态系统服务导向下北京市中心城区绿色空间的现状及优化研究[D]. 王博娅. 北京林业大学, 2020
  • [4]庆阳市非常规水资源与常规水资源协同配置研究[D]. 何灏川. 西北农林科技大学, 2020
  • [5]基于FLUS模型的万州区土地利用变化模拟及土地利用结构优化研究[D]. 陈兵飞. 西南大学, 2020(01)
  • [6]面向多目标的妫水河流域土地配置优化研究[D]. 郭仝. 北京林业大学, 2019(04)
  • [7]基于资源环境承载力的喀斯特山区土地利用优化[D]. 普军伟. 云南大学, 2019(03)
  • [8]基于DNDC和灰色多目标规划模型的矿区土地利用低碳优化调控研究[D]. 李乐乐. 山西农业大学, 2019(07)
  • [9]基于水文响应的淮河流域土地利用优化研究[D]. 喻丹. 武汉大学, 2019(06)
  • [10]基于生态系统服务价值评估的土地利用规划研究[D]. 马淑花. 华中科技大学, 2018(05)

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密云水库流域土地可持续利用的灰色多目标规划方法
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