基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的城市土地集約利用評價研究——以長株潭城市

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1、個性簽名http://www.14498.com我國土地自然供給的剛性、耕地資源的稀缺性與城市發(fā)展對土地需求的無限性的矛盾，決定了城市發(fā)展不能再單純依靠用地規(guī)模的無序擴張，必須改變城市土地粗放利用的現(xiàn)狀，實現(xiàn)城市土地集約利用[1]。本研究以長株潭城市群為研究對象，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從空間和時間的角度對長株潭城市群土地集約利用進行評價研究。1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的簡介人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN，ArtificialNeuralNetwork)是由大量神經(jīng)元節(jié)點互連而成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，是反映人腦結(jié)構(gòu)及功能的一種抽象數(shù)學(xué)模型。從本質(zhì)上講，人工神

2、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)是一種歸納學(xué)習(xí)方式，它通過對大量樣本的反復(fù)學(xué)習(xí)，由內(nèi)部自適應(yīng)過程不斷修改各神經(jīng)元之間互連的權(quán)值，最終使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值分布收斂于一個穩(wěn)定的范圍。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的互連結(jié)構(gòu)及各連接權(quán)值穩(wěn)定分布就表示了經(jīng)過學(xué)習(xí)獲得的知識。一個已建立的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可用于相關(guān)問題的求解，對于特定的輸入模式，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過前向計算可得出一個輸出模式，從而得到輸入模式的一個特定解。BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前應(yīng)用最廣泛的一類，此網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建簡單，訓(xùn)練算法豐富、映射能力強[2]，其工作原理如圖1所示。圖1網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)Fig.1NeuronStructure

3、ofBPNetwork個性簽名http://www.14498.com作者簡介：周子英（1974—），女，漢族，湖南辰溪縣人，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院在讀碩士研究生，計算機講師，研究方向：土地經(jīng)濟學(xué)與房地產(chǎn)，email：mfkm978@sohu.com。其中p為輸入向量，w為權(quán)值向量，b為閾值或門限值，累加器輸出n通常被稱為凈輸入，它被送入傳遞函數(shù)，為輸出向量，網(wǎng)絡(luò)通過不斷地迭代重復(fù)輸入p與輸出信息的正向傳遞和根據(jù)誤差的逆向修改網(wǎng)絡(luò)權(quán)重w這一過程，不斷調(diào)整神經(jīng)元權(quán)值向量，來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)輸出誤差逼近最小值或達到預(yù)期學(xué)習(xí)次數(shù)的

4、目的，所有輸入p通過一個權(quán)值向量w進行加權(quán)求和后再加上閾值b，然后再經(jīng)傳遞函數(shù)的作用后既為該神經(jīng)元的輸出值，傳遞函數(shù)可為任何可微函數(shù)，常用的是s型函數(shù)和線性函數(shù)。3長株潭城市群土地集約利用ANN評價3.1確定城市土地集約利用評價指標(biāo)影響城市土地集約利用的因素很多，如土地地強度、產(chǎn)出及用地結(jié)構(gòu)布局約束等，且每一因素包括許多影響因子。為了避免因子間的相關(guān)性，參考相關(guān)研究結(jié)果[3]，綜合考慮指標(biāo)的可獲得性及單元間的可比性，從土地投入強度、土地利用強度和土地利用效益三方面構(gòu)建指標(biāo)體系，選擇單位用地固定資產(chǎn)投資完成額I1、每十萬

5、人擁有醫(yī)院床位數(shù)I2、每萬人擁有公共汽電車（輛）I3、綠化覆蓋率I4、人均住宅使用面積I5、城市人口密度I6、單位面積工業(yè)總產(chǎn)值I7、地均GDPI8和單位面積社會消費品零售額I9這9個評價指標(biāo)，見表1。個性簽名http://www.14498.com上一頁23456下一頁收藏評論關(guān)鍵詞:城市土地集約利用；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；評價；摘要：表1評價指標(biāo)集Tab.1Theevaluationindexsystemonevaluationofurbanlandintensiveutilization總指數(shù)指標(biāo)集評價指標(biāo)單位城市土地集

6、約利用指數(shù)土地投入強度單位用地固表1評價指標(biāo)集Tab.1Theevaluationindexsystemonevaluationofurbanlandintensiveutilization個性簽名http://www.14498.com總指數(shù)指標(biāo)集評價指標(biāo)單位城市土地集約個性簽名http://www.14498.com利用指數(shù)土地投入強度單位用地固定資產(chǎn)投資完成額I1萬元/hm2每十萬人擁有醫(yī)院床位數(shù)I2張個性簽名http://www.14498.com每萬人擁有公共汽電車（輛）I3輛/萬人土地利用強度綠化覆蓋率I4

7、個/百萬人均住宅使用面積I5m2/人個性簽名http://www.14498.com城市人口密度I6人/km2土地利用效益單位面積工業(yè)總產(chǎn)值I7萬元/km2地均GDPI8個性簽名http://www.14498.com萬元/m2單位面積社會消費品零售額I9萬元/km23.2確定評價標(biāo)準(zhǔn)城市土地利用系統(tǒng)本身是一個區(qū)域性、動態(tài)性、開放性的系統(tǒng)，這就決定了城市土地集約利用的具體內(nèi)容和程度上的非等同性，要尋找適合所有城市發(fā)展評價的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和方法是不可能的。因此，我們針對不同指標(biāo)特征和城市自身的特征，可采用不同方法進行評價標(biāo)準(zhǔn)值

8、的確定，參考標(biāo)準(zhǔn)如表2所示：表2各評價指標(biāo)體系的參考標(biāo)準(zhǔn)個性簽名http://www.14498.comTab.2Theevaluationindexsystemofreferencestandard總指數(shù)指標(biāo)集評價指標(biāo)單位標(biāo)準(zhǔn)值來源城市個性簽名http://www.14498.com土地集約利用指數(shù)土地投入強度單位用地固定資產(chǎn)投