数学建模划分区域的方法(6篇)

数学建模划分区域的方法篇1

GIS在城市生态规划中的应用

随着信息技术的不断发展，GIS的强大功能可以代替人工作业进行各种数据采集、分析和模拟工作，在生态规划中的作用也日益突出。GIS技术在城市生态规划中有着不可替代的优势［3］，目前已有很多专家学者在此领域展开研究并且取得了一定成果，根据研究现状，可以总结出GIS在生态规划应用中的三方面功能。通过GIS，可以使生态环境信息能在空间上进行直观的显示［4］，例如生态功能区的划分，道路、河流的显示，土地利用类型的分类显示等。此外，通过GIS可以动态地显示生态环境空间信息的变化，如生态功能区的重新划分、水环境功能区的改变均可通过改变矢量图层或与其关联的数据库来实现［5］。

研究现状述评

通过整理该领域的研究现状，可以将GIS在城市生态规划中的应用分为两个方向，一方面是以GIS为主要工具的生态规划研究，另一方面是GIS与其他技术相结合的生态规划研究。

孙青丽和姚崇怀［8］在武汉经济技术开发区绿地景观的生态规划中，以地理信息系统软件Arc/INFO为支撑，运用其强大的信息管理、空间数据处理分析功能，结合景观生态研究理论，在景观评价的基础上，对武汉开发区绿地进行景观生态规划设计。该研究主要运用了GIS的分析功能，对武汉经济技术开发区绿地从5个方面进行单因子评价，然后将其叠加，进行叠加分析，在此基础上，进行绿地景观生态规划。陈小华和张利权［9］在厦门市沿海岸线景观的生态规划中，根据景观生态学的基本原理和方法，运用GIS技术与因子加权叠加法，对厦门市沿海岸线进行了多目标的景观生态适宜性分析，提出厦门市沿海岸线及近岸海域的景观生态规划方案。该研究主要运用了GIS的分析和空间可视化功能，对厦门沿海岸线从6个方面进行加权叠加评价，综合得出合理的规划方案，系统地将沿海岸线分成7类功能区域，提出了每一区域的主导功能和生态保育对策。白占勇［10］等人在台州生态市建设规划中，从空间数据库的建立、生态规划分析研究和专题图制作三方面，探讨了ArcGIS在整个规划过程中的应用情况及应用方法。该研究利用ArcGIS的个人GeoDa-tabase数据优势，分类建立了基础资料的空间数据库;利用ArcGIS的空间分析功能，获得了大量的图形数据，完成了较为复杂的生态规划分析研究;利用ArcGIS的图形功能和丰富多样的数据符号化方法，绘制了不同类型的专题图。刘海斌和吴发启［11］在黄土塬区村级土地生态规划中，以陕西淳化县西坡村为例，借助于GIS技术，对其土地生态系统进行了分析，将西坡村土地划分为39个生态单元，并根据坡度、土壤和PI值的大小，将其分为7大类。并且利用GIS技术将各专题图件进行叠加，得到不同的土地生态单元。最后对全村土地利用进行了生态规划，做出不同土地类型利用的设计方案。赵兵［12］在汶川县威州镇的生态规划及灾后重建研究中，通过ArcGIS生成的空间数据模型和生态经济协调分析，将姜射坝列为生态保育和限制开发区，郭竹铺凤坪列为农业耕作功能区，七盘沟列为工业功能区，主街区(包括较场坝、桑坪)为居住集中区。结合生态分区策略，提出灾区生态恢复和产业调整政策，为汶川县县域的灾后重建提供政策依据。

陈春来［13］等以嘉善县魏塘镇生态规划为例，在RS与GIS技术的支持下，对研究区域进行了生态敏感性分析、生态适宜性评价及生态建设工程的生态环境效益分析评价，并在此基础上对该区域提出了生态功能分区、规模化利用土地及调整产业布局等规划方案。邓文胜［14］等在孝感市的生态规划中，采用遥感影像进行土地利用分类获取生态生产性土地面积，具有科学性、真实性和实用价值。在研究过程中应用RS、GIS技术与生态足迹法结合进行了科学和直观的生态规划。范文义［15］等在哈尔滨市郊景观生态规划中，采用高分辨率的遥感影像数据，利用GPS精确定位，以GIS为平台将数据综合处理。利用GIS对多个因子进行综合分析，并借助数字高程模型(DEM)进行景观生态规划，在定性分析的基础上进行功能区的划分。在“3S”技术支持下，建立哈尔滨市郊的景观生态类型编码系统，并根据实际需要，制作多种景观类型专题图，得出科学的规划方案。

综观以上实例，研究者们在生态规划研究中不同程度地运用了GIS的相关功能，其研究成果也各有不同。其中武汉经济技术开发区的生态规划研究［8］、厦门沿海岸线的生态规划研究［9］、黄土塬区村级土地生态规划研究［11］和汶川县灾后生态规划研究［12］在研究方法和研究成果上颇为相似，都运用了GIS最基础的可视化及分析功能进行因子加权叠加。但是，陈小华和张利权在厦门沿海岸线的研究过程中选择分区域进行研究评价，在研究成果中，也将研究区域科学地划分成不同功能区，形成了更加科学规划方案;而赵兵以汶川县威州镇为研究对象，介绍了GIS在灾后重建中的应用，为汶川县县域的灾后重建提供了决策依据。台州市的生态规划研究［10］则更加全面地运用了GIS的强大功能，该研究中不仅运用了空间可视化及分析功能，还运用ArcGIS建立了空间数据库，有效管理规划所需的基础资料;在研究过程中进行了严格的功能区划分，明确了台州市生态系统类型的结构及其空间分布特征;在研究成果中，依据ArcGIS强大的制图功能绘制了不同类型的专题图，包括现状专题图和规划专题图等，使规划方案更加直观，更具操作性和可行性。与此类似的还有Ibra-himBaz［16］等人运用ArcGIS所进行的伊斯坦布尔生态规划研究。嘉善县魏塘镇生态规划研究［13］、孝感市的生态规划研究［14］和哈尔滨市郊的生态规划研究［15］中都介绍了GIS和其他技术的结合应用。在哈尔滨市郊的生态规划中，研究者在数据收集分析、功能区划分、制作专题图以及得出规划方案的过程中，综合运用GPS、RS和GIS技术，并且建立了DEM数字高程模型，通过定性分析，最终做到对景观的定量规划。从该研究案例可以看出3S技术的结合已经成功地应用于城市及区域生态规划中，并且发挥了重要作用。与此类似的研究还有刘洪岐［17］等人基于RS和GIS的北京市生态规划研究。GIS在城市生态规划领域的应用已经趋于成熟和完善，但是，目前的研究还存在以下不足:首先，现有技术所支持的数据精度尚不理想，大多数误差大于1m［18］，因而还不能应用于小尺度范围、高精度要求的规划设计;其次，由于环境统计的深度及广度也不尽人意，统计数据的缺乏更使得基于GIS的生态规划决策支持系统不能充分发挥作用，这些都制约了生态规划的发展。

数学建模划分区域的方法篇2

【关键词】地理信息系统无线网络规划应用研究

【中图分类号】U475【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）04-0082-01

无线网络规划和优化是一项循序渐进、不断深化的持续性系统工程。网络优化包含覆盖优化、话务量优化、设备优化、干扰信号分析以及资金优化使用等一系列优化方式，各种优化方式的综合形成了网络的整体优化，并贯穿于网络发展的全过程。综合分析移动通信网络建设的业务层面，G1S技术在移动通信网络规划和优化中的应用可归纳为以下五个范畴，可视化管理、模型化预测、定量化分析、智能化诊断、科学化决策。

1G1S技术在移动通信网络规划中的应用

网络发展滚动规划是通过对市场需求的预测、网络现状以及通信技术发展情况的分析，对企业近几年内网络发展、建设的规划，对企业的长期发展具有重要的意义。但是规划所需基础数据的收集工作量巨大，网络滚动规划工作的第一个步骤就是收集网络各个专业的原始数据，对网络现状进行分析。在以往的滚动规划工作中，需要各个专业的人员对网络现状进行手工统计，不仅工作量大，而且数据准确性也无法保证。滚动规划编制初稿一般需要较长的时间完成，而基础数据的收集、整理、核对占用了大半的时间。在建立资源管理系统后，充分利用资源管理系统的资源优势，通过增加资源管理系统的功能，可以迅速准确地提供滚动规划所需的数据，大大减少数据统计的工作量，提高工作效率，集中精力对网络发展趋势进行认真的研究。

1.1可视化管理

GIS技术所提供的空间定位基准，可以有效组织专题数字地图、网络资源位置、邻小区关系、话务量分布、信号覆盖范围等信息，客观地再现基站、小区等网络资源的实际分布，充分体现整个无线网络的拓扑结构和资源配置。同时又可以提供友好灵活的人机交互接口，即以专题数字地图作为操作背景，显示出无线网络规划和优化后所得到的覆盖图、干扰图等结果数据，实现专题数字地图、网络资源分布以及分析结果数据的可视化管理。

1.2模型化预测

GIS技术可以对真实自然的地理环境精确建模。以夺间数据模型为信息载体，按照无线电波沿距离和时间的衰减规律，以及受地形地物因素影响的传导损耗，快速建立无线电波传播模型。结合大量实测数据和当地的具体情况，可以进一步调整预测模式，找到适合实际的参数因子，帮助修正预测模型算法，使得预测模型更为灵活和精确。

1.3定量化分析

借助于GIS技术的无线网络覆盖预测模型以及专题数字地图，并结合基站选择、天线方位和射频场强等相关参数设置，可以计算出各点位电波经干扰与衰减后的信号场强。运用无线网络规划和优化设计方法，依据预测精确计算结果，可以进行定量的总体覆盖分析、网络干扰分析、邻小区分析、指定小区场强覆盖分析、最佳服务区域分析、次佳服务区域分析和切换区域分析等。

1.4智能化诊断

根据移动通信网络的动态监测和实际路测，结合基于GIS技术的定量化分析，可以确定无线网络的运行状况，发现无线网络存在的客观问题。针对测试区域无线网络的实时信号场强、通话质量、时间提前量以及干扰情况等测试数据，依靠GIS技术进行智能型无线网络优化和分析诊断，建立与基站和小区数据的自动关联，从而对无线网络进行测试、分析和评估。指出发生严重话务拥塞和掉话区域，快速定位问题基站，发现网络存在的问题区域和影响网络运行质量的直接原因，并自动生成规定格式的详细诊断报告。

1.5科学化决策

综合数据仓库、知识库技术和无线网络的数据资源，GIS技术可以将综合分析评价结果作用于数字地图上，直观地用图形界面予以表达。辅以设置网络参数和调整设备配置等技术手段，能够及时模拟网络参数指标调整后的发展情况，定量预测未来变化趋势，从而得出解决问题的可能方案。

2基于GIS的无线网络规划具体内容

2.1传播模型的校正

传播模型是移动通信网小区规划的基础，传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理，运营商是否以比较经济合理的投资满足了用户的需求。因此，根据基站类型、地形地貌数据等，结合路测数据，校正传播模型，建立合适有效的传播模型，并直观地显示给网优人员。

2.2基于地理信息的通信网场强覆盖分析

基于GIS技术的通信规划软件所使用的地图数据是数据地图，把影响到电磁波传播的地形地貌地物等转化为可视化属性，将必要的信息通过地图显示出来，如基站、天线类型及天线方向等，通过传播模式计算不同边界场强的覆盖半径，并用不同的颜色来充色不同场强的覆盖区域，直观演示场强覆盖的优劣。

2.3基于地物地貌性质和电磁波传播特性的仿真分析

移动通信是以电磁波传播的方式进行通信的。电磁波的传播特性是移动通信的基础。由发射机发射的电磁波在到达接收机（手机等）之前不仅存在和其它大气层传播所遇到的相当严重的传播路径损耗，而且还受到地面传播路径损耗的影响。地面传播路径损耗受地形地貌、建筑物、水域、移动物体和植被等环境因素的影响，从而产生多径衰落和时延扩散等。仿真分析还设计到了传播模型的设计，对于特定的环境要选定适合自己的传播模型。

3结束语

近年来，地理信息系统技术发展迅速，另一方面，计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段都为地理信息系统的发展提供了良好的契机。实践证明，GIS在各行各业中的应用，都带来了不同的社会效益和经济效益，在信息通信行业也不会例外。数字地图为网络规划提供了基础的平台，地理信息系统中的空间分析功能则为链路预算、覆盖预测提供了有效的方法和手段。未来的信息通信领域，GIS都将成为一种有效的管理手段，尤其随着第三代移动通信网络的发展，无线网络规划对于地理信息系统的需求会越来越迫切。相信很快，GIS将会成为人们办公和社会生活中不可缺少的一种手段。

参考文献

[1]吴秀芹，张洪岩，李瑞改等ArcGIS9地理信息系统应用与实践（上.册）清华大学出版社[3]姜文波，李熠星等CMMB发展规划[J]广播电视技术，2008.7

[2]王满意，王敏，张晓静GIS及数字地图在移动通信中的应用科技信息第36期2008年

数学建模划分区域的方法篇3

关键词区域规划扎根理论发展权力国际竞争

一、问题的提出

2005年6月，中央颁发《上海浦东新区进行综合配套改革试点》方案，确定上海浦东新区为综合配套改革试验区，深化行政管理体制、经济管理体制和社会管理体制改革，由此拉开了新一轮区域规划的序幕。截至2011年底，共有30个区域经济规划上升为国家战略，除了云南、贵州、宁夏、内蒙等少数几个省份没有布局之外，其余省份都有一个甚至多个国家战略经济规划区，使得当今中国经济整体空间版图呈现出由系列“国家战略经济规划区”分割支撑的格局。这些区域规划因地制宜，特色鲜明，其中有新区规划，如上海浦东新区发展规划、天津滨海新区发展规划等；有改革试验区规划，如广东海洋经济综合试验区发展规划、青海省柴达木循环经济试验区总体规划；还有区域协调发展规划，如长三角区域发展规划、珠三角区域发展规划等。国家经济规划区密集出台标志着我国区域经济从“东部率先发展”的不均衡发展战略转向了区域协调发展战略；从经济发展的单一目标取向转向了经济、社会、生态共同发展的多元目标取向；从“外向型”发展方式转向内外联动，增强自主发展能力的方式；从各自为政粗放发展的模式转向空间布局优化与产业结构升级的精致模式；从行政区经济管理模式转向了跨行政区的经济区和主体功能区建设模式。

我国国家战略经济规划区的密集出台引起了学界的高度关注，对区域规划及其政策的研究也如规划区的设立一样“百花齐放”，如从空间布局和管制角度、从产业升级和产业链培育角度、从城市群建设和城乡一体化角度、从资源保护与开发利用角度等进行研究。这些研究探讨了区域规划的性质、目的、形成机制、实施框架及管理模式等，但基本都倾向于对规划内涵及建设成效的思考，对于为什么要在短时期内密集批复数十个战略经济规划区这个“动机性”前置因素缺乏系统研究。国家为什么要采取如此气势磅礴的举动，其背后有着怎样的历史背景和动力，这些问题对于我们深化认识国家战略和区域经济发展规律有着重要意义。本文认为，从案例归纳的视角深入探究国家实施经济规划区战略的内外部影响因素及其对规划区建设的作用机理，才能更好地认识和指导国家经济规划区建设。

二、文献评述

（一）规划理论及其内涵

Waterston认为，规划在本质上是致力于选择最佳方案以达到特定目标的一种组织性的、有意识的、持续的努力。Levy认为，规划是一项有意识的系统分析过程，通过对问题的系统思考来提高决策的质量。Friedmann认为，公共领域的规划就是运用科学技术知识来支持行动，其作用在于引导社会转变。国内学者孙施文认为，“规划作为人类的一项社会行动，是人类有目的地改造和利用自然与创建人类环境的具体行动，具有鲜明的社会目标导引和参与者本身的社会特征”。叶敬忠从资源效率角度，认为“规划是一个不断选择和决策的过程，它旨在利用有限的资源来完成未来特定时间内的特定目标”。

（二）规划的动因

PeterHall将近30年区域规划的深刻背景归纳为：经济全球化、传统制造业和产品经济在许多城市的急剧衰退、知识经济和网络社会的到来及对环境议题的持久关注。肖金成认为，改革开放以来，中国经济在快速发展的同时，出现了产业结构层次低、空间布局不合理、土地粗放利用、环境污染等问题，如何避免重蹈先发展地区的覆辙，在加快经济发展的同时，实现土地集约利用、生态环境改善、产业结构升级、空间布局优化，只有通过区域规划手段，将科学发展观贯彻于区域规划之中。张京祥认为，自由市场的失败，区域城镇化、城乡一体化的加速，经济全球化的挑战是区域规划的重要驱动因素。

（三）规划的目的和意义

陈耀认为，部级区域规划的出台一是在科学发展观的指导下根据资源环境的承载力、开发条件和潜力，确定能够体现区域经济特色的战略目标，对产业布局、生态环境和社会发展做出统一部署；二是为了应对国际金融危机提振经济，促进区域协调发展；三是从跨省区到省区内部培育不同层次增长极。杨龙认为，密集增加的国家战略经济规划区把解决经济发展中遇到的具体问题，如经济增长方式的转变、环境保护，以及区域性政策或区域战略的方式出现，增加了区域发展战略的功能。国内外学者从发展遇到的现实问题出发，分析了规划的立足点和出发点，但对我国为什么要在短时间内密集批复数十个国际战略经济规划区的动因还没有系统分析与论述，本文拟采用扎根理论对收集到的数十个战略性区域规划文献进行归纳演绎，系统分析国家战略性区域规划批复实施的真实动因。

三、研究方法和数据来源

扎根理论是由社会学家Glaser和Strauss首先提出并发展的质化研究方法，主要采用归纳手段对现象加以分析和整理，通过系统的资料搜集和分析挖掘，发展和验证理论，目的是帮助研究者“由事实、数据资料中发现理论”。GLASER（1997）指出扎根理论的提出是为了回答在社会研究中，如何能系统性地获得分析资料以发现理论，保证其符合实际情境并能提供相关的预测、说明、解释与应用。扎根理论的目的在于识别现实生活中社会现象的基本特征，如组织学习、技术开发、结构化或者战略化等（DeborahDougherty，2002）。由此，扎根理论从一开始就明确了其使命，即“经由质化方法来建立理论”。它的一般流程是在理论抽样后的数据基础上，通过开放编码、主轴编码和选择编码等方法构建理论模型。

罗伯特・殷指出，当研究者需要回答“为什么”的问题时，采用案例研究是合适的。本文的研究主题在于探索国家经济规划区战略的驱动因素，即为什么国家要在短时间内密集批复数十个国家战略经济规划区，因而适合采用案例研究方法。基于此前国家战略性区域规划的理论对批复规划区的动机缺乏完整系统的论述，本研究拟收集2005年以来国务院密集批复的30个国家战略规划区的规划材料进行逐一剖析，进而层层深入，挖掘出区域规划的内在动因。这30份《区域发展规划》涉及全国绝大多数省份和各种类型的区域定位，其名单如表1：

四、模型构建

（一）开放式编码

开放编码指将所获得的原始资料逐字逐句进行分析、记录，并进行初始概念化，然后把资料记录以及抽象出来的初始概念打破、揉碎并重新整合发掘出概念和范畴的过程。根据开放编码的要求，我们先对前25个样本材料中对制定区域规划的驱动和影响因素的描述进行编码，编号中包含有：区域规划编号―章编号―节编号―句子编号。如1-1-1-1表示《平潭综合实验区总体发展规划》的第一章第一节的第一句话。

经过对标签进行多次整理与初始概念化，本研究从资料中抽象出11个范畴及其下属的45个概念，具体见表2：

（二）主轴编码

主轴编码是指通过运用因果条件现象脉络中介条件行动互动策略结果这一典范模型，将开放性编码中得出的各项范畴联结在一起的过程。主轴编码是将开放式编码中得到的各独立的范畴加以连结，将被分解的资料重新整合进而形成新的更高统揽层次上的范畴。本研究根据不同范畴在概念层次上的相互关联和逻辑关系对其进行归类和抽象，共得出4个主范畴，分别是：改革社会体制、提升经济绩效、平衡发展权利、防范国际风险。各主范畴及其对应的开放式编码范畴如表3所示：

（三）选择性编码

选择性编码是从主范畴中挖掘出核心范畴，分析核心范畴与主范畴及其他范畴的连结关系的过程。经过对范畴的继续考察和对范畴关系的不断思考，结合规划原始资料，最终得出“国家经济规划区战略的动力机制”这一核心范畴。可以简称为“内部改革动力―外部环境压力”模型。如图1所示。

（五）理论饱和度检验

本研究用另外5份国家战略性区域规划材料进行理论饱和度检验。结果显示模型中的范畴发展较为丰富，对4个主范畴（改革社会体制、提升经济绩效、平衡发展权利、防范国际风险）的检验没有发现形成新的重要范畴和关系，4个主范畴内部也没有发现新的构成因子。

五、模型阐释

（一）改革社会体制

改革开放使中国经济获得飞速发展，但社会事业发展落后于经济发展，依然存在城乡二元结构、教育投入不足、医疗卫生体系不健全、文化事业发展滞后等问题。国家战略经济规划区不仅仅局限于经济发展，也突出了发展社会事业的重要性。规划以改善民生为重点，大力发展各项社会事业，以实现人民学有所教、病有所医、老有所养、住有所居，促进经济社会协调发展，形成人民幸福安康、社会和谐进步的良好局面。一是开展各项教育改革试点，探索教育发展新路子。二是提升医疗卫生服务水平，深化医疗卫生体制改革。以实现人人享有基本医疗卫生服务为目标，建立覆盖城乡居民的基本医疗卫生制度。三是加快文化事业发展，提升公民文明素养，大力发展文化产业。四是完善就业和社会保障体系，推进新型农村养老制度建设，探索建立城镇居民养老保险制度。

（二）提升经济绩效

我国实行中央与地方的“分权化”与“分税制”改革后，地方政府获得了极大的促进当地经济发展的动力，有力地助推了中国经济的蓬勃发展。但地方政府“经济人”的特征使其在以“GDP”为主要指标的政绩考核体制下从本区域利益出发，强行设置行政壁垒，人为干预市场机制，地区之间低水平重复建设严重，降低了经济发展的效率。国家战略经济规划区的题中应有之义是促进经济发展，通过促进产品和生产要素在区域内自由流动，从而降低区域内交易成本，以达到资源最优配置的一种空间格局的优化状态。一是优化空间布局。按照主体功能区定位，充分发挥中心城市的辐射带动作用，形成资源要素优化配置、地区优势充分发挥的协调发展新格局。二是促进产业结构升级。规划明确在进一步推进工业化与信息化融合的基础上，改造优势传统产业，加快发展先进制造业和高技术产业，积极发展现代农业和现代服务业，形成产业结构高级化、产业发展集聚化、产业竞争力高端化的现代产业体系。

（三）平衡发展权利

1.平衡区域发展权利。中国改革开放走的是不平衡发展道路，希望通过一部分地区先富裕起来带动后发地区共同富裕，这在事实上产生了区域发展权利的不平衡。受政策优惠扶持的地区获得了跨跃式发展，而在市场机制的作用下，落后地区的资源不断涌向发达地区，从而更难把握发展机会，改革的极化效应明显，回波效应不足，区域发展差距不断扩大。国家战略经济规划区的设立，是要改变以单纯依靠部分地区及中心城市发展的做法，形成城市群和城市圈的主导地位，通过“极化”和“扩散”效益，使区域内资源配置得到优化，从而形成强大的经济合力和内聚力。国家战略经济规划区不再围绕长三角、珠三角、京津冀布局，而是遍及东南西北的绝大部分省份，不同经济圈、城市带交叉融合，形成网络化格局。

2.平衡代际发展权利。经济的高速发展以高投入高消耗为代价，过度开采资源和对环境的破坏透支了下一代甚至几代人的发展潜力，直接导致代际发展权利的不平衡。以牺牲下一代甚至几代人的发展来维持当下的高速发展是难以持续的，只有平衡代际之间的发展权利，才能实现经济社会的可持续发展。潘阳湖生态经济规划区、柴达木循环经济试验区、黄河三角洲高效生态经济区针对这些区域自然资源丰富但资源环境脆弱的特点，专门制定生态经济发展规划，以实现生态保护与经济发展的协同并进。其他规划区严格按照国家功能规划区要求，在限制开发区内谨慎开发，坚决不允许在禁止开发区内开发。

（四）防范国际风险

1.提高利用外资质量，增强抗风险能力。地方政府在自身利益驱使下一度为争夺外资大打出手，优惠条件一让再让，不仅扰乱了地区之间竞争秩序，也导致了资源的极大浪费。国家战略经济规划区明确要求提高利用外资水平，严格限制低水平、高污染、高耗能的外资进入，实现利用外资从资金为主提升到以先进技术、管理经验和高素质人才为主转变，同时引导外资投向高技术产业、基础设施领域等，提高国际资源要素的集聚层次。

2.鼓励企业“走出去”，攫取全球竞争优势。国家战略经济规划区强调培养企业的合约精神、法治观念和商业信用意识，鼓励企业通过境外投资并购、境外上市等方式“走出去”。规划区不断完善支持企业“走出去”的总体协调机制，在资金筹措、外汇审核、检验检疫、项目管理方面建立高效便捷的支撑体系，为企业境外拓展业务创造良好条件。

国家新的经济规划区战略不仅进一步拓展对外开放思路，明确提高企业的国际竞争力以应对全球化风险，同时还探索出新的区域合作模式，如设立广西北部湾经济区、图们江合作开发经济区。这些规划区的设立把对外开放和次区域合作结合起来，打开新的对外经济交流通道，不仅有利于提升沿边开放开发水平，繁荣边疆地区经济，而且有利于民族团结和加强睦邻友好关系。

综上所述，国家密集设立经济规划区是继西部大开发、振兴东北老工业基地和中部地区崛起之后的新的区域发展战略，规划区域范围缩小，规划内容更具体，可操作性更强。这是在国际竞争压力和国内改革动力的双重环境下采取的制度变迁，将为我国经济社会发展注入新的强大动力，对提升区域整体竞争力和促进区域协调发展产生深远意义。

参考文献：

[1]Strauss，AnselmL.（1987）.QualitativeAnalysisforSocialScientists.NewYork：CambridgeUniversityPress.

[2]Dougherty，Deborah.（2002）.GroundedTheoryResearchMethods.InJ.A.C.Baum（Ed），CompaniontoOrganizations.Oxford，UK：BlackwellPublishers.

[3]汤筠，孟芊，杨永恒.区域规划理论研究综述.求实，2009（02）：140-143.

[4]陈耀.部级区域规划与区域经济新格局.中国发展观察，2010（03）：13-15.

[5]王建明，王俊豪.公众低碳消费模式的影响因素模型与政府管制政策――基于扎根理论的一个探索性研究.管理世界，2011（04）：13-22.

[6]陈晓萍，徐淑英，樊景立.组织与管理研究的实证方法.北京大学出版社，2012.

[7]杨龙，胡慧旋.中国区域发展战略的调整及对府际关系的影响.南开学报，2012（02）：35-47.

[8]刘云中，侯永志，兰宗敏.我国“国家战略性”区域规划的主要特点.中国经济时报，2013年1月17日，第005版

数学建模划分区域的方法篇4

开展矿产资源综合区划功能分区研究，对进行差别化管理政策的制定、空间分区管理有理论和实践意义。在分析矿产资源综合区划影响因素的基础上，构建以资源条件、开发基础、生态条件、区域经济潜能为准则层的矿产资源综合区划二级区划的指标体系和分区体系。分析和讨论了矿产资源综合区划二级区划分区方法，并采用BP神经网络方法对甘肃省矿产资源综合区划二级区划进行分类研究，将甘肃省划分为重点发展、一般发展、限制发展和禁止发展4类功能区。结果表明，BP神经网络分类结果符合实际，是对传统区划方法的重要补充。

关键词：

综合区划；矿产资源；BP神经网络；功能分区

区划是从区域角度观察和研究地域综合体，探讨区域单元的形成发展、分异组合、划分合并和相互联系，是对过程和类型综合研究的概括和总结[1]。综合区划是人与环境系统研究对可持续发展的重大理论贡献[2]，是当前地域系统研究和全球环境变化人文因素研究的热点[3,4]，不同部门综合区划研究也取得很多理论成果[5-9]。第三轮矿产资源规划编制要求开展矿产资源基础、开发条件、生态约束、区域发展需求等各因素整合起来的矿产资源综合区划研究，为分区规划、分类指导矿产资源勘查、开发利用与保护，为矿产资源规划编制提供理论依据。杨博等[10,11]已对矿产资源综合区划的概念内涵、区划体系、划分方法等作了大量研究，提出了较重要的理论成果。候华丽等[12]将矿产资源综合区划体系划分为两级，一级为地域分区，二级为功能分区。并认为二级区划指标体系应包含矿产资源基础条件、矿产资源开发条件、生态条件、地区经济发展水平等综合性指标。本文拟探讨矿产资源综合区划二级区划指标体系、分区方法，并以县区为基本单位，采用BP神经网络方法开展甘肃省矿产资源综合区划二级区划功能分区研究，为丰富和拓展区划的方法和途径，并为矿产资源综合区划分区研究和矿产资源规划提供理论依据和实证参考。

1矿产资源综合区划二级区划指标体系与分区体系

1.1矿产资源综合区划二级区划指标体系

综合考虑矿产资源勘查、开发利用与保护全过程，可以发现其受到资源因素、环境因素、社会因素、经济因素等四个方面的影响。基于这些影响因素，在遵循全面性与可操作性、数据可获得性与可对比性、系统性和导向性等原则基础上，构建矿产资源综合区划二级区划指标体系，从而实现区域划分。其中目标层为矿产资源合理开发与区划可持续发展，准则层包括矿产资源条件、开发基础、生态条件和区域经济潜能等四个方面。准则层又由若干指标组成（表1）。

1.2矿产资源综合区划二级区划分区体系

依据矿产资源综合区划的定义，以及矿产资源综合区划指标体系，按照区划的目标和功能，划分矿产资源综合区划二级区划体系。根据矿产资源综合区划影响因素指标分析，可以知道矿产资源基础为综合区划核心要素，其他如开发条件、区域经济发展水平等因素是综合区划的重要影响因素，而生态条件矿产资源综合区划约束性因素。因此，本文认为矿产资源综合区划二级区区划应该包含重点发展、禁止开发、限制发展、一般发展等四种类型区，其中一般发展区为其他三类发展区的补充，不单独划分。因此，矿产资源综合区划二级区可划分为：矿产资源重点发展区、生态保护区（禁止开发区）、限制发展区和一般发展区。

2基于BP神经网络的矿产资源综合区划功能分区

2.1矿产资源综合区划二级区划分区方法

矿产资源综合区划受自然、社会、环境、经济的综合影响，影响因子多，难以提取主要因子，同时不同因子之间又存在一定相关性，且每个因子贡献率也不同，导致矿产资源综合区划难以划分。现有比较常见的区划分析方法有：主导标志法、相关分析法、专家集成定性分析法、最终分类评价矩阵分类法[13]，逐步归并模型定量法等[14]。朱传耿等[15]采用最终分类评价矩阵分类法对地域主体功能区划进行实证研究，取得良好的成果，是目前常用的地域功能识别和划分方法方法。刘玉邦[16]等运用主成分与聚类分析方法进行农业水资源高效利用综合分区，这种方法可以避免人为的主观确定因子的权值，同时可以消除不同因子之间的相关性干扰，但此方法也易受影响[17]，导致聚类中心偏移。神经网络方法在区域划分中取得了很好地效果[18-23]，但表1矿产资源综合区划指标体系目标层准则层指标层具体指标矿产资源合理开发与区划可持续发展资源条件基础地质调查工作覆盖率查明资源储量大中型矿产地年度开采总量大中型矿山数量基础地质调查工作覆盖率基础储量资源量大型矿产地中型矿产地年度开采总量大型矿山数量中型矿山数量开发基础可利用土地资源可利用水资源交通优势度适宜建设用地率可利用水资源潜力交通密度交通干线交通枢纽生态条件生态重要性生态脆弱性生物多样性保护重要性水源涵养重要性土壤保持重要性防风固沙重要性地质灾害危险性矿山地质环境影响性水土流失易发性森林覆盖率区域经济潜能工业化阶段矿业所占比重三次产业产值结构人均GDP矿业经济占GDP比重目前应用神经网络进行库上次资源综合区划分区的案例还未见报道。本文拟选取产资源条件、开发基础、生态条件和区域经济潜能等指标层和指标因子，运用BP神经网络方法，进行矿产资源综合区划二级区划分区划分，目的在于探索实践定量途径在区划划分中的应用，拓展区划的方法和途径。

2.2BP神经网络及其理论基础

2.2.1神经网络的分类

神经网络理论的研究工作始于上世纪中页，McMulloch和Pitts首先提出神经元的形式化模型[24]，并进行逻辑函数运算，开启了人工神经网络的理论研究。经过多年的发展，人工神经网络的理论和应用研究在数学和工程学方面取得了丰硕的成果，产生出了诸如向前神经网络、反馈神经网络、随机神经网络及自组织神经网络等30多种不同类型、结构的神经网络等，这些模型又大致分为三类：前向神经网络（以BP网络为典型代表），反馈神经网络（以Hopfidld网络为典型代表）以及自组织神经网络（以SOFM网络为典型代表）。从系统角度来看，BP最适合解决分类问题，因为分类问题可视为分析计算静态的非线性映射f，BP这种前向网络通过非线性处理能力可较好的逼近映射f。

2.2.2BP神经网络模型的理论分析

BP神经网络是基于BP算法的多层前馈网络，其网络结构简单，算法成熟，具有自学习和自适应等优点。BP算法通过输入、输出数据样本集，根据误差反向传递的原理，对网络进行训练，其学习过程包括信息的正向传播过程以及误差的反向传播这两个过程，对其反复训练，连续不断地在相对误差函数梯度下降的方向上，对网络权值和偏差的变化进行计算，逐渐逼近目标。典型的BP神经网络由一个输入层、至少一个隐含层和一个输出层组成[25]（图1）。BP神经网络模拟预测过程由以下四个阶段组成：（1）模式顺传播过程；（2）误差逆传播过程；（3）记忆训练过程；（4）学习收敛过程。最终形成模拟预测结果。

2.3BP神经网络聚类步骤

2.3.1BP神经网络构成

指标因子输入。在输入层输入指标因子，本文将12个指标层因子列为指标因子，即基础地质调查工作覆盖率、查明资源储量、大中型矿产地、年度开采总量、大中型矿山数量、可利用土地资源、可利用水资源、交通优势度、生态重要性、生态脆弱性、工业化阶段、矿业所占比重等。隐含层。进行BP网络建模时，隐层数的确定至关重要。隐层数没有强制的规定，隐层数越多，模型识别训练样本的差异性越好，但计算机运行的中间过程越复杂，耗时越多，对于检验样本误差可能会增大。所以一般原则是：隐层数小于训练样本数的前提下，达到精度要求时的隐层数越少越好，本文将隐含层也设为12层。输出层。输出层根据研究目的而确定，笔者以农用地的土地适宜性为输出层。在BP网络结构中，每层都是用数值来刻画，而农用地适宜性只是一个概念性的模型，因此笔者将概念模型用数值进行刻画。根据矿产资源综合区划二级区划分区体系，综合矿产资源不同功能分区，即开发强度、限制性强度和生态保护能力的高低，将二级区划开发适宜性分为4等，4为高度适宜，3为较适宜，2为一般适宜，1为不适宜。

2.3.2训练样品的选取

根据甘肃省实际，结合专家的知识经验，确定14个市州的12个指标层形成的二级区划开发适宜性指标作为训练样本，即给定14个市州二级区划开发适宜性评分，作为实际建模选择的样本。

2.4研究实例

2.4.1数据分析与处理

本研究以甘肃省为对象展开实证分析，以县区为基本单位进行数据收集和处理，主要针对二级区划指标层指标逐一收集，数据资源主要来源于《甘肃统计年鉴2013年》、《2013年甘肃省国土资源公报》等。主要针对指标层数据进行逐一分析说明：基础地质调查工作覆盖率：引用2013年甘肃省已完成的1：5万矿产远景调查图幅和面积，并与相关县域国土面积相比，得出各县的基础地质调查工作覆盖率；各县查明资源储量、大中型矿产地、年度开采总量、大中型矿山数量引用2013年矿产资源储量年报数据；可利用土地资源引用2008年土地总体利用规划数据；可利用水资源引用2013年甘肃统计年鉴数据；各县区交通优势度采用金凤君[26]等计算方法，依据甘肃省2013年铁路、公路网地理图属性数据计算得到；各县区生态重要性和生态脆弱性指标数据来源于甘肃省生态功能区划；各县区工业化阶段和矿业所占比重来源于2013年甘肃统计年鉴数据。矿产资源综合区划指标体系包括4项准则层，12项评价指标及项基础指标，每项指标都有不同的量纲单位，若要对指标进行BP神经网络分析时，就必须要消除量纲的影响，进行无量纲化处理[27]。

2.4.2BP神经网络计算

在Matlab平台下，首先录入训练样本，即14个市州的指标数据进行网络训练，进而录入其他各县的各类指标数据，使用newff函数创建级联前向神经网络，输入层和输出层的神经元采用tansig传递函数，隐含层与输出层采用purelin函数，训练算法为trainlm。采取的训练精度设置为0.001。计算结果如图2所示。

2.4.3结果分析

从图2可得，BP神经网络分类结果的空间聚集性较高，基本反映了甘肃省矿产资源分布的区域特征。BP神经网络输出结果为4类区域。第一类为矿产资源重点发展区，第二类为矿产资源一般发展区，第三类为矿产资源限制发展区，第四类为生态保护区（禁止开发区）。每一类发展区都包括若干县区，每类发展区与所保护的县区都有很强的相关性，如重点发展区包含：金川区、平川区、崇信县、华亭县等4个县区，这些县都是矿产资源储量丰富，矿产资源开发强度高，矿业产值高的地区；限制发展区大都为矿产资源储量较为匮乏，或者开发基础条件较差，不适宜大规模进行矿产资源开发的地区；生态保护区（禁止开发区）如卓尼县、舟曲县、碌曲县、肃南县等，大都位于自然保护区，不适宜进行矿产资源开发。

3讨论

基于BP神经网络开展的矿产资源综合区划二级区划分区，你搞过预测结果和验证分析，结果表明模型的建立与选择是符合实际的，且有以下优点：（1）能够快速把握区域的分异特点，进行大范围的区划工作；（2）BP网络模型可以避免聚类分析的噪音影响带来的评价误差；（3）与专家经验集成的区划方法相比，BP神经网络方法更加客观。但也有需要完善的地方，如典型样本（训练样本）的选择上，有一定的主观性；只进行了一种神经网络方法的分类研究，研究论证不够全面等等。但总体上，基于BP神经网络进行的矿产资源综合区划二级区划分具有划分层次明显、区域分割清晰、客观性强等优点，是对传统区划方法的重要补充。在未来的工作中，应该加强对因子选择、典型样本选取方法研究，同时要运用多种神经网络方法开展分区研究，通过对不同方法的对比分析，总结出最优区划方案。

参考文献：

[1]郑度，葛全胜，张雪芹，等.中国区划工作的回顾与展望[J].地理研究，2005，24（3）：330-344.

[2]刘燕华，葛全胜，张雪芹.关于中国全球环境变化人文因素研究发展方向的思考[J].地球科学进展，2004，19（6）：889-895.

[3]吴绍洪.综合区划的初步设想[J].地理研究，1998，17（4）：367-374.

[4]刘燕华，郑度，葛全胜，等.关于开展中国综合区划研究若干问题的认识[J].地理研究，2005，24（3）：321-329.

[5]杨勤业，郑度，吴绍洪，等.20世纪50年代以来中国综合自然地理研究进展[J].地理研究，2005，24（6）：89-91．

[6]毛汉英，方创琳.我国新一轮国土规划编制的基本构想[J].地理研究，2002，21（3）：267-275

[7]陈守煜，李亚伟.基于模糊迭代聚类的水资源分区研究[J].辽宁工程技术大学学报，2004，23（6）：848-851.

[8]冯红燕，谭永忠，王庆日.中国土地利用分区研究综述[J].中国土地科学，2010，24（8）：71-76.

[9]金贵，王占岐，姚小薇，等.国土空间分区的概念与方法探讨[J].中国土地科学，2013，27（5）：48-53.

[10]杨博，吕新彪，魏彦芳.矿产资源综合区划的概念与方法探讨[J].国土与自然资源研究，2015（3）：50-53.

[11]杨博，吕新彪，魏彦芳.省级尺度矿产资源综合区划方法与应用[J].国土与自然资源研究，2015（6）：19-22.

[12]侯华丽，吴尚昆，张玉韩，周璞.对我国开展矿产资源综合区划相关问题的思考[J].国土资源科技管理，2015（03）：78-83.

[13]陈雯，段学军，陈江龙，等.空间开发功能区划的方法[J].地理学报，2004，59（增刊）：53-58.

[14]黄桂芝，董平，吴霜.可持续发展理论基本模式新探及数学模型研究[J].太原理工大学学报，2005，36（1）：103-106.

[15]朱传耿，仇方道，马晓冬，等.地域主体功能区划理论与方法的初步研究[J].地理科学，2007，27（2）：136-141.

[16]刘玉邦，梁川.基于主成分和模糊C-均值聚类算法的农业水资源高效利用综合分区[J].水文，2011，31（5）：57-63.

[17]秦福高，孙悦娟.聚类与关联规则挖掘进行结合的研究[J].电脑知识与技术，2011，7（14）：3418-3419.

[18]黄娇，高阳，赵志强，等.基于GIS与SOFM网络的中国综合自然区划[J].地理研究，2011，30（9）：1648-1659.

[19]刘娅，朱文博，韩雅，等.基于SOFM神经网络的京津冀地区水源涵养功能分区[J].环境科学研究，2015，28（3）：369-376.

[20]王江思，马传明，王文梅.基于SPSS和GIS的BP神经网络农用地适宜性评价[J].地质科技情报，2013，32（2）：138-143.

[21]黄亚捷，叶回春，张世文.基于自组织特征映射神经网络的中国耕地生产力分区[J].中国农业科学，2015，48（6）：1136-1150.

[22]张学儒，张镱锂，刘林山.基于SOFM神经网络模型的土地类型分区尝试—以青藏高原东部样带为例[J].地理研究，2013，32（5）：839-847.

[23]袁满，刘耀林，危小建.基于模糊自组织神经网络的土地用途分区研究[J].国土资源科技管理，2013，30（6）：74-80.

[24]谢承泮.神经网络发展综述[J].科技情报开发与经济，2006，16（12）：148-150.

[25]李朝静，唐幼纯，黄霞.BP神经网络的应用综述[J].劳动保障世界，2012（8）：71-74.

[26]金凤君，王成金，李秀伟.中国区域交通优势的甄别方法及应用分析[J].地理学报，2008，63（8）：787-798.

数学建模划分区域的方法篇5

关键词：灰色系统理论；预测模型；区域环境噪声

本文通过建立区域环境噪声GM（1，1）预测模型，对该市未来几年区域环境噪声发展状况进行预测，对噪声污染情况进行分析，采取合理而有效的措施对噪声进行预防和治理，对环境规划乃至城市规划都具有重要意义。

1近年主要城区区域环境噪声状况

1.1城市区域环境噪声测量方法

1.1.1监测点的分布

采用网格测量法，将研究区域划分为500×500m的网格，网格总数为237个。网格分布情况详见表1。

表1-1主要城区区域环境噪声网格分布情况

1.1.2测量方法

测量选择在无雨、雪、风力小于四级的气候条件下进行。要求为传声器加防风罩，以避免风噪声干扰，也可保持传声器的清洁。测量时间选在昼间正常工作时间内，测量10min连续等效声级，得到代表该点的噪声分布情况，测量的同时还要判断和记录周围的声学环境，如主要噪声来源等。

1.2监测结果分析

2008年该市主要城区区域环境噪声平均值为52.6分贝，与2007年相比，下降0.4分贝。噪声值在50―55分贝的区域较多，占总体的47%。从噪声源构成来看：主要以社会生活噪声为主。从监测结果来看，噪声达标的网格数为196个，网格达标率为82.7%，噪声均值较高的是海港区北部为55.1分贝，噪声均值较低的是北戴河区为48.3分贝。

2城市区域环境噪声GM（1，1）模型

2.1GM（1,1）模型建模机理

灰色系统理论通过模型计算值与实际值之差（残差）建立模型，作为调整、修正和调高模型精度的主要方法，是一种直观的算术检验，能更加真实地揭示系统内部事物连续发展变化的过程。为环境管理部门今后工作提供可靠的依据。

2.2GM（1,1）模型建立

根据2005―2008年区域环境噪声的监测值，建立数据时间序列GM（1,1）区域环境噪声预测模型。原始数据见表2-1。

表2-12005～2008年区域环境噪声值

2.2.1灰色预测GM(1,1)模型建模步骤

灰色预测GM（1,1）模型需要较少的原始数据就可以建立准确的预测模型，并能够得到满意的结果。灰色预测GM（1,1）模型的建模步骤主要遵循以下几方面：

将给定的原始数据序列作一次累加，以降低原始时间序列的随机性。

若原始数据序列为x(0)={x(0)(1),x(0)(2),x(0)(3),…,x(0)(n)}

则生成的一次累加数列为：x(1)={x(1)(1),x(1)(2),x(1)(3),…，x(1)(n)}

利用公式构造数据矩阵B，y

B=

y=[x(2)，x(3),x(4)]T

3．利用公式求解参数Δa=[au]T=(BTB)-1BTy

将参数带入方程中并确定最终模型

响量函数式为：X(1)（k+1）=(x-u／a)e-ak+u／a

最终模型为：X（k+1）=x(1)(K+1）―x(1)(K)

模型精度的检验

灰色预测GM（1、1）模型，一般采用残差大小（平均值或原点的残差值）、后验差、关联度等三种方式检验。经检验若精度达到要求，可直接利用模型进行预测;若精度达不到要求，则需要建立残差修正模型以提高精度，然后在利用修正后的模型进行预测。

2.2.2实际应用

建立数据时间序列为：

x={x（2001），x（2002），x（2003），x（2004）}

={53.9，52.9，53.0，52.6}，对x作一次累加，生成数列x（（）

x(1)={53.9，106.8，159.8，212.4}

其数据矩阵B为：

=

y=[x(2),x(3),x(4)]T

=[52.9，53.0，52.6]T

得待定参数序列为：

Δa=[au]T=(BTB)-1BTy

Δa=-1×

×=

a=-0.0019u=52.7483

将参数代入响量函数式为：X(1)（k+1）=(x―u／a)e-ak+u／a

=27816.16e0.0019k-27762.26

该市主要城区区域环境噪声灰色预测GM（1、1）模型为：

X（k+1）=x(1)（K+1）―x(1)(K)

=27816.16[e0.0019k―e0.0019(k-1)]

或X（k）=27816.16[e0.0019(k-1)―e0.0019(k-2)]

2.3模型精度的检验

相对误差及模拟值，详见表2－2。

从监测结果上看，2005～2008年GM（1,1）模型的相对误差均小于5%，从而可以看出，灰色模型的精度较高，符合建立GM（1,1）模型的要求。

2.4主要城区区域环境噪声预测

本文根据该市历年环境噪声污染的变化情况，预测未来四年主要城区域环境噪声的污染趋势，见表2-3。

3结论

1、通过分析秦皇岛市2005～20008年区域环境噪声监测结果，结合灰色系统理论建立GM（1，1）模型，预测未来四年内该市的噪声状况，经检验，模型精度较高，预测结果可靠，能够客观反映该市区域环境噪声状况。

数学建模划分区域的方法篇6

摘要：

针对严寒地区绝大多数村镇由于关键技术、高精度影像等资料的缺失，采用基于空间信息技术，综合集成遥感、实地调查、经济统计等多元数据的绿色测度地图编制方法存在困难的局面，笔者应用易于获取的基础资料，借助常用的软件，简化量化方法，编制适用于农村地域的实用绿色测度地图，可在镇域空间管制规划、生态功能区划等方面为村镇建设提供一种量化的、有针对性的技术方法参考。

关键词：

绿色测度地图；量化方法；严寒地区；村镇

近些年，绿色城镇化和智慧生态建设已全面注入城乡未来发展，成为城市规划学科的重要战略和政策取向。严寒地区村镇绝大多数地处农产品主产区和生态敏感区，发展建设相对落后于东南沿海经济发达地区，目前仍以土地城镇化、人口不完全城镇化效应［1］及非农产业效益为导向，在一定程度上忽略自身地域生态资源基础，无法应对绿色化发展的时代诉求。村镇作为统筹城乡经济社会发展的基本地域单元，亟待探索以绿色为导向，服务于镇村体系发展框架的空间管制方法，以引导村镇不同层次与尺度的生态建设。同时，面向规划编制和管理体系的技术观念和策略方法也需要绿色化转型视角的新思考［2］。现阶段，严寒地区村镇局限于经济和技术条件，致使数据采集、方法运用、模型构建等无法在农村地域开展。因此，探索适用于农村地域的操作简便的指标量化和生态计量方法，并将绿色测度地图的编制方法应用于严寒地区村镇规划，具有一定实践意义。

1绿色测度地图编制常用方法解析

1．1绿色地图及绿色测度地图“绿色地图”源于美国20世纪90年代，由温迪•包尔（WendyBower）提出，主要是用来标注环保机构、组织、废电池收购站、资源回收站，以及公园、绿带、历史文化场所、生态农场、绿色饭店、环保产品商店等“绿色单位”的生态绿色功能标识地图［3］。随着生态理念的不断发展，“绿色地图”的功能得到拓展，涵盖文化景观、自然风貌、生物分布、基础建设、生态资源、交通网络等复合内容。笔者研究的“绿色测度地图”是运用指标量化与生态计量方法的绿色地图。基于严寒村镇生态资源和地域特点，重点挖掘各项绿色指标的数据量化方法，通过测度分析和可视化图示表达，形成矢量化地图，并将其作为镇域规划的基础图件应用于村镇各个层次规划及建设发展管控。

1．2常用技术方法和特点常用的绿色测度方法主要是利用ArcGIS等空间分析技术进行单因素量化和综合要素评价，包括数据采集、整理与建库，评价指标体系构建，评价指标量化分析3个方面。根据地域特点采集相关要素数据，在高精度遥感影像（航空影像、IKONOS卫星影像等）的辅助下展开部分实地调研，并搜集相关统计资料；在遥感图像处理软件（ENVI、ERDAS等）的辅助下，对影像进行进一步辨认地物的空间分布、有关属性的判读、解译。整合栅格数据（高程、坡度、坡向图、各类分级图），矢量数据（土地利用图、遥感影像解译结果图）属性数据（社会经济统计数据），并在ArcGIS平台上进行分类、合并与量化处理，以图层为单位提取各类要素，组建空间数据库；根据规划目的、定位、核心价值，制定差异化的镇域绿色测度地图的指标体系及权重，在此基础上，进行分级评价分析与可视化表达。ArcGIS方法技术流程见图1。

1．3常用方法的数据和技术要求常用绿色测度地图采集的数据一般包括数字高程模型图（DEM），遥感影像图（LandsatTM影像、IKONOS影像、航空影像等），土地利用现状图和现状林相图等影像资料，经济、社会、人口、气象、环境等统计资料，以及详细调研的实地资料。技术要求是，设计人员能掌握生态及环境数据集成的理论与方法、生态环境空间数据的表现和空间分析技术，并能熟练地运用ArcGIS平台、遥感图像处理技术、数据空间分析操作方法等。

1．4严寒地区村镇的相关数据基础和技术限制通过多个严寒地区村镇的实地调研的资料收集与问卷信息采集，可获得的数据包括镇总体规划相关文件资料、卫星地图、县统计年鉴、政府工作报告、气象资料、林相资料、珍贵动植物资源分布图、土壤图、地址断层分布、暴雨风险区划、地址灾害防治规划等专项规划图及相关实地调研信息。因此，运用计算机技术及地理信息系统的研究方法体系虽然能为规划提供科学的分析评价基础与依据，但前期调查与数据获取的要求严苛，且计算繁杂，需要较高的技术支持，但严寒地区村镇现状无法满足，普遍适用情况并不理想。

2严寒地区村镇实用绿色测度地图编制思路与方法

严寒地区村镇绿色测度地图的编制是在明确特殊气候条件的生态资源与地域要素的前提下，在空间分析的基础上，应用定性与定量相结合的专家集成方法，以生态功能分区作为落实编制原则的主要手段，来表征气候要素影响下的生态资源空间分布特点和生态服务功能价值，为科学地制定相关规划提供依据。而在技术和方法相对欠缺的严寒地区村镇如何克服基础资料的匮乏，简化和落实这一过程是笔者关注的要点。

2．1绿色测度地图编制目标与思路严寒地区村镇绿色测度地图编制指标的选取要能够充分反映气候特征和地域特点，要保证与规划建设的相关需求对接，采样直接简单、数据易获取、技术易掌控、表达简明易懂，符号色彩清晰。利用严寒地区能够收集获取的资料，考虑到镇村体系、镇区、村庄规划的不同层次要求来确定精度标准，将绿色测度地图分为镇域和镇区两个层次，不同层次的要素类型不尽相同。根据卫星地图等基础资料识别地物，借助Excel、AutoCAD基础操作平台，对识别类型进行量化处理，并通过指标体系获取综合评价结果，进而编制形成一个简化实用版的绿色测度地图，以直观地表征地域生态资源本底，显示环境资源利用强度。

2．2绿色测度地图编制方法基于生态环境质量评价、生态服务功能评价、人居环境质量评价、生态敏感性评价等不同目标导向，绿色测度地图有多种类型，其编制方法主要包含空间要素识别、空间数据量化、空间可视表达3个主要部分，可在不同层次的村镇规划建设中提供定量的技术性支撑和直观设计指导。

2．2．1绿色测度地图的空间要素识别严寒地区村镇镇域面积一般为120～200km2，镇区直径为3～5km，自然村直径为500～1000m，平原地区相邻镇区距离为30～50km，村落距离为3～5km。针对面积为200km2的镇域范畴，根据不同土地利用类型的规模并结合获取的卫星地图的地面分辨率与识别的工作量，可考虑将镇区尺度单元网格大小划分为50m×50m。地物类型一般包括居住用地、工业用地、商业用地、广场、公园绿地、水体、行政及其他用地等；镇域尺度单元网格大小根据镇域林地、草地、农田、水体、石砾及荒漠等区域的图斑大小，并考虑与镇区尺度单元格的对接（可用镇区单元格加和求得），适当降低精度要求，划分为250m×250m。地物类型一般包含林地、草地、农田、实地、水体、石砾及荒漠、矿区、居民点、镇区等。

2．2．2绿色测度地图的空间量化空间量化是绿色测度地图编制的关键，具体包括以下几个方面。1）以镇域尺度为例，首先对镇域土地利用图和卫星地图进行等比例叠加，以250m×250m为单位划分单元网格，并对其进行编号（x轴为连续实数，y轴为英文字母），确定单元格的角坐标，通过Excel建立基本数据库。2）针对林地、草地、农田、湿地、水体、石砾及荒漠、区域交通线（公路及铁路）、矿区、居民点、镇区10类评判要素类型，运用布尔逻辑及运算对单元格进行“双值逻辑”判断（双值为“1”和“0”），存在则为“1”，不存在则为“0”，形成基础地物要素图件数据，如图3所示。3）针对林相、土壤、珍贵动植物资源分布图专项规划图和实地调研资料，进行数字化处理后加权赋值，加载到地物要素图件数据中。图件数据库是一个开放的系统，更为详尽的资料能不同程度上提高结果的精确度，如不同的植被品种、不同水体质量、不同的农田类型等均可数字化同步加载。4）依据案例区的现状情况、实测数据、规划标准，并集成相关专家知识，构建以需求目标为导向的指标评价体系，确定指标权重。以某镇为例，从生态功能区划与景观生态规划需求出发，构建了镇域复合生态环境质量与复合生态服务功能两个专项的指标体系，建立层次结构模型，邀请相关专家打分，运用德尔斐法（Delphi）、AHP层次分析法，构建判断矩阵进行加权运算，并进行一致性检验，得出最终权重值（表1和表2）。5）基于相关专家评估确定规划目标和所涉及地物要素影响因子的对应关系，建立绿色测度指标项与地物要素的关联表，并形成多个基于指标的单因子绿色测度地图图件数据（表3）。6）将单因子绿色测度地图图件按照指标体系的权重值，逐步叠代到要素层及目标层，形成最终的复合绿色测度地图图件数据。

2．2．3绿色测度地图的可视表达绿色测度地图是基于绿色测度的直观生态评估功能图，可视化是实现复杂空间信息的表达过程。因此，需要对Excel中的数据库的量化结果进行等级划分（表4），并对不同等级的数据进行真色彩（R，G，B）选择。通过VisualBasic、AutoCADVBA等Ac－tiveX控件技术，编程创建和操纵AutoCAD对象，实现依据Excel数据库的量化结果分级要求自动色彩填充［4］，形成最终的绿色测度地图图件。

3严寒地区村镇实用绿色测度地图应用讨论

村镇实用绿色测度地图已经基本实现对镇域生态资源的直观解译，能够满足镇村体系规划的一般要求，是综合权衡村镇经济技术与生态建设需求下的一种适用方法，在一定程度上可为镇域空间管制、生态功能区划、景观生态规划等提供依据。

3．1为空间管制规划提供依据在镇域层面，采用实用绿色测度地图能够基本识别村镇建设区、农田保护区、生态安全控制区、基础设施廊道等镇域空间资源类型，但由于单元网格尺度的限制，对于边界的界定还需要其他方式相互配合。更重要的是，这种基本的、简化的绿色测度地图能够清晰地显示分区的生态环境质量分级，能够有效为开发标准与控制引导措施的制定提供依据，实现资源的优化配置与调节［5］。在镇区层面，实用绿色测度地图能够通过要素识别辅助划分非建设用地的生态协调保护区、水体保护区、绿地及环境景观控制区的范围，同时依据建设适宜性评价分区等级划分，确定建设用地的土地开发强度［6］，能够避免目前仅依据现状及土地利用规划等编制资源在空间分区存在主观性、模糊不确定性等不足。

3．2为生态功能区划提供依据村镇实用绿色测度地图的单元格精度能够清楚地显现生态系统和生态服务功能类型，提供划分镇域生态功能区划的3级区划（生态功能区）、4级区划（生态功能小区）的定量依据。需要说明的是，除了边界需要综合界定外，生态敏感性和生态服务功能的等级对接和从属判断仍需依托定性分析。同时，综合评价的等级划分，对生态农业区、水源涵养区、水土保护区等生态功能小区提出针对性的生态控制目标、主导功能、发展路径与措施，以实现镇域生态环境的分区管理和差异化的生态建设策略［7］。

3．3为景观生态规划提供依据村镇实用绿色测度地图能够较为直观地显示镇域景观斑块、廊道、基质的分布特征和等级大小，易于应用“斑块－廊道－基质”的模式，以大型生态斑块和生态廊道为骨架，联结水源保护区、生态保护区、成片基本农田保护区、生态廊道、公共绿色等非建设用地，构建生态网络格局。在此基础上，进行多尺度生态格局分析，为生态基质的规划保护、生态廊道的规划保护、村庄斑块的规划保护提出规定性或指导性的措施［8］。

3．4村镇实用绿色测度地图的其他应用功效村镇体系规划中的村屯撤并规划，需要通过发展潜力评价模型进行合并、迁移选择中心村，其遴选的结果有可能与生态环境相抵触，需要利用村镇绿色测度地图进行校核，避免农村居民点用地规模的扩张方向出现在生态力较为薄弱的地方，或其某一建设项目要素达到了生态限制的阈值［9］。此外，村镇实用绿色测度地图的等级划分，能够辅助制定生态空间准入标准，确定空间发展定位和目标、空间使用的基本性质与用途、空间使用的效益要求、空间使用的环境要求、空间开发的强度要求、空间景观要求等内容，进而引导分区产业发展和控制村镇建设项目的开发选址。

4结语

村镇实用绿色测度地图的编制能有效地为村镇土地资源利用、生态形态管理、空间管制分区等提供定量的技术支撑和直观的设计指导。但应该指出的是，本文所提供不同层次的地物类型、单元网格的尺度划分、绿色测度指标体系、权重的确定，是以案例为依托的示范性内容，在实际项目中应根据需要予以重新选取和设定。同时，前期图像的地物信息提取也需要识别工具予以辅助，以便在降低工作量的同时，提高图形辨识的准确性。

［参考文献］（References）

［1］王利伟，赵明．中国城镇化演进的系统逻辑：基于人地关系视角［J］．城市规划，2014（4）：17－22．WANGLiwei，ZHAOMing．Thesystemlogicofchi－neseurbanizationevolution：fromtheperspectiveofman－landrelation［J］．CityPlnningReview，2014（4）：17－22．（inChinese）

［2］金伟，张远林，王正，等．重庆都市区规划编制与管理生态转型策略研究［J］．城市规划，2012，36（12）：45－51．JINWei，ZHANGYuanlin，WANGZheng，etal．StudyonstrategiesforecologicaltransitionofplanningcompilationandmanagementinChongqingmetropolis［J］．CityPlanningReview，2012，36（12）：45－51．（inChinese）

［3］王晓彦，王乐维，颜磊，等．论长春市绿色地图的可行性［J］．中国环境管理，2007（2）：10－12．WANGXiaoyan，WANGLewei，YANLei，etal．ThefeasibilityofChangchun＇sgreenmap［J］．ChineseJour－nalEnvironmentalManagement，2007（2）：10－12．（inChinese）

［4］冷继全．利用AutoCADVBA实现图块自动填色方法的探讨［J］．科技创新导报，2010（22）：17－18．LENGJiquan．StudyonamethodofblockautomaticcoloringbyAutoCADVBA［J］．ScienceandTechnologyInnovationHerald，2010（22）：17－18．（inChinese）

［5］郝晋伟，李建伟，刘科伟．城市总体规划中的空间管制体系建构研究［J］．城市规划，2013，37（4）：62－67．HAOJinwei，LIJIanwei，LIUKewei．Studyonspatialcontrolsystemincitymasterplan［J］．CityPlanningReview，2013，37（4）：62－67．（inChinese）

［6］司瑞瑞，陈怀录．小城镇总体规划中的空间管制规划方法探讨［J］．甘肃科技，2014，30（5）：1－4．SIRuirui，CHENHuailu．Studyonspatialcontrolmethodinsmalltownmasterplanning［J］．GansuSci－enceandTechnology，2014，30（5）：1－4．（inChinese）

［7］陈秀琴．镇域生态功能区划研究：以浙江绍兴夏履为例［J］．云南环境科学，2006，25（4）：22－25．CHENXiuqin．Studyonecologicalfunctionalregional－ismbystudyingthecaseofxialvinShaoxingcountyinZhejiangprovince［J］．YunnanEnvironmentalScience，2006，25（4）：22－25．（inChinese）

［8］王纪武．生态型村庄规划理论与方法：以杭州市生态带区域为例［M］．杭州：浙江大学出版社，2011：75－114．WANGJiwu．Eco－villagePlanningTheoryandMeth－od：aCaseofHanzhouCityEcologicalBeltRegion［M］．HangzhouCity：ZhejiangUniversityPress，2011：75－114．（inChinese）