系统动力学方法在土地利用规划中的应用资料
基于系统动力学仿真模型开发区土地集约利用扩展潜力预测——以南昌经济技术开发区为例
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Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｌ ｉ — Ｗ Ｕ． ＹＵ Ｄ ｕ ｎ
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文章 编号 ： １ ６ ７ １ — ６ ５ ２ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ５ ４ ５ — ０ ６
系统动力学和灰色多目标动态模型相结合在博乐市土地利用总体规划中的应用
８０５ ； ． 疆农业 大学 农业信息化与数字农业研究 中心 ， ３０２ ２新 乌 ８ ０ ５ ；４ 新 疆 大 学 资 源 与 环 境 学 院 绿 洲 生 态 教 育 部 ３０２ ．
８０ ５ ；３新 疆 农 业 大 学 发 展 规 划 处 ， 鲁 木 齐 ３０２ ． 乌
摘
要 ： 在 对 目前 土 地 利 用 规 划 研 究 方 法 分 析 的 基 础 上 ， 出 了一 种 系统 动 力 学 和 灰 色 多 目标 动 态 规 划 模 型 相 结 提
Ａｇ ｉｕｌｕｒ ＩＵ ｎ ｖ ｒ ｉｙ，Ｕｒ ｒｃ ｔ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｕｍｑ ８３ ０５ ｉ ０ ２，Ｃｈｉ ｎａ； ３．Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆ ｒ ｐ ｒ ｍｅ ｔ ｏ Ｄｅ ｅｏｐ ｅ ａ ｄ ｖ ｌ ｍ ｎｔ ｎ Ｐｒ ｒ ｍ－ ｏｇ ａ
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《2024年基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型研究》范文
《基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速和人口的不断增长，土地资源的合理利用变得尤为重要。
为了更好地理解土地利用的动态变化过程，以及预测未来土地利用的情景，本文提出了一种基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型研究方法。
该方法旨在通过综合两种模型的优点，实现对土地利用变化的深入分析和预测。
二、系统动力学模型与元胞自动机模型概述系统动力学模型（System Dynamics Model，SDM）是一种以系统论为基础，通过计算机仿真技术来研究复杂系统的行为和结构的模型。
该模型能够有效地描述系统内部各要素之间的反馈关系，以及系统随时间变化的动态过程。
元胞自动机模型（Cellular Automaton Model，CAM）是一种空间离散、时间连续的动态模型。
该模型通过模拟空间上相邻元胞的相互作用和变化，来反映空间格局的演变过程。
三、基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型构建本研究将系统动力学模型和元胞自动机模型相结合，构建了土地利用情景模型。
该模型包括以下几个部分：1. 数据层：包括土地利用现状数据、社会经济数据、环境数据等。
这些数据是模型运行的基础。
2. 系统动力学模型层：该层通过建立土地利用系统的因果关系图和存量流量图，描述土地利用系统内部各要素之间的反馈关系。
3. 元胞自动机模型层：该层将土地利用空间划分为若干个元胞，每个元胞代表一定的土地利用类型。
通过模拟元胞之间的相互作用和变化，反映土地利用空间格局的演变。
4. 情景设置层：根据不同的政策和社会经济条件，设置多种土地利用情景。
通过调整模型参数，模拟不同情景下土地利用的变化过程。
四、模型应用与结果分析以某地区为例，应用本研究所构建的土地利用情景模型进行实证分析。
通过调整模型参数，模拟了不同情景下土地利用的变化过程。
结果表明，本模型能够有效地描述土地利用的动态变化过程，以及预测未来土地利用的情景。
利用系统动力学模型研究土地政策宏观调控机制
关键词 ： 土地政策； 宏观调控 ； 系统模型 中图分类号 ：２３ ３ Ｆ ９． ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０６００ （０ １０ —０ １０ １０—６Ｘ ２ １ ） ０６—３ ９
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会 可接 受 范 围 内 ， 即可 视为 物价 稳定 。
来看， 人们对土地政策宏观调控 内在机制的认识尚
由系统动力学看陕北坡耕地可持续利用
生态 子 系统的 可持 续 发展 坡 耕地 是 森 林 或 土 地 在 强 烈 的 人 为 干扰 作 用下 极 端 退 化 的 结
一
三 、生 态 经 济 与 社 会 的 协 调 发 展 坡 耕 地 利 用 系统 中各 子 系 统 之 间各 自依 赖 对 方 提 供 物 质 、 能 统 中 ， 实施 退 耕 还 林 （ ）的 基 础 上 ，要 注 重调 整 农 业产 业结 在 草
构 ， 适 应 目前 市 场经 济 的 供 求变化 ，协 调 方 案应 根 据各 地 资源 优
果 ，其 生态 系统 的功 能退 化 的特 征主 要 表现 为 ：坡耕 地 生态 系统 结 量 和信 息 的输 人 源 地或 输 出场 所 。 前 面 提 到 由 生态 与 经 济 的 子系
构十分 简单 ．随着植 被的破 坏 、退 化 ，植被 的生态基础 已遭 到破坏 ：
耕 地利 用这 个 复 杂 系 统 中生 态 、经 济 与 社 会所 包含 内容 的各 个 方 资 源优 势 ，环 境 特 点 ，进 行 合理 的土 地 利 用规 划 因地 制 宜 的发 面 作 为 系统 的要 素 ．使 系统 成 为各 种要 素 相互 制约 和 相 互 作 用 的 展 耕 作业 ．使 农 业 、 畜 牧业 、林 业 、果 业 发展 与生 态 环 境保 护 相 有 机 整 体 形 成 有 效 的反 馈 回路 ．坡 耕 地 利 用 才 能够 良性 循 环 。 协 调 ．同 时 发 展 加 工 业 ，农 民 收入 有 所 增 加 ， ，提 高 农 业综 合 生 这 对于 陕北 地 区 农 业 生态 环 境 的 保 护 以及 经济 增 长 都 有 非 常 重要 产 能 力 ，使 自然 生态 环 境 得 到有 效 改 善 ．并巩 固 了退 耕还 林 （ ） 草
基于系统动力学的黔西县土地利用结构优化研究
２ （ ） ２ ２ ，０ ９ ８ Ｉ ：４～ ７ ２ ０
ｕ ｔｉ ｒｃ ｌ ｅ ｕ ｎ ｏｏ ｙ Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ Ｍｏ ｎａｎ Ａｇｉｕｔ ｒ ａ ｄ Ｂｉｌｇ ｏ ｒ ａ ｆ
基 于 系统 动 力 学 的 黔 西 县 土 地 利 用结 构 优 化 研 究 术
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杨 莉 ， 何腾 兵ｈ ， 昌虎 ， 林 袁成 军 童倩倩 ，
（． １贵州大学 农业资源与环境系 ， 贵州 贵阳 ５０２ ； ． ５０ ５ ２贵州科学院， 贵州 贵阳 ５００ ） ５０ １
摘 要 ： 用 系统动 力学的原理与方 法， 运 分析 了黔 西县 土地 利用 系统 ； 建立 流图 ； 立方程 等建 立 了该县 土地利 设
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一
理论和方法 ， 建立黔西县土地利用结构系统动态分析的系统动力学模型 ， 利用所建立的模型进行土地利用 结构变化仿真模拟 ， 从而为黔西县土地利用结构优化提供科学的决策依据 。
系统动力学模型在土地资源研究中的应用——以大庆市地区为例
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基于系统动力学模型的政策影响评估方法在环境规划中的应用研究
基于系统动力学模型的政策影响评估方法在环境规划中的应用研究1. 引言环境规划是一项重要的任务，旨在保护和改善我们的生态环境。
然而，制定有效的环境政策并评估其影响并不容易。
传统的评估方法往往无法考虑到政策措施与环境系统之间的复杂相互作用关系。
因此，基于系统动力学模型的政策影响评估方法应运而生。
2. 系统动力学模型的基本原理系统动力学是一种研究复杂系统行为的方法，它基于对系统结构和动力学过程的建模和模拟。
系统动力学模型由一组差分方程组成，描述系统中各个变量之间的关系和变化规律。
通过调整模型中的参数和初始条件，可以模拟系统的行为，并预测政策措施的影响。
3. 政策影响评估方法的基本步骤基于系统动力学模型的政策影响评估方法包括以下基本步骤：3.1 确定政策目标：明确政策的目标和预期效果，例如减少污染物排放、提高生态系统稳定性等。
3.2 构建系统动力学模型：根据环境系统的特点和政策目标，构建系统动力学模型，包括环境变量、政策变量和其它相关变量。
3.3 收集数据和参数估计：收集系统模型中所需的数据，并估计模型中的参数，以确保模型的准确性和可靠性。
3.4 模型验证和敏感性分析：通过与实际观测数据进行比较，验证模型的准确性。
进行敏感性分析，评估模型对参数变化的敏感程度。
3.5 政策模拟和影响评估：通过调整模型中的政策变量，模拟不同政策措施的实施情况，并评估其对环境系统的影响。
4. 环境规划中的应用案例4.1 水资源管理：基于系统动力学模型的政策影响评估方法在水资源管理中具有广泛应用。
通过模拟水资源的供需关系和政策措施对水资源利用的影响，可以制定合理的水资源管理政策，保障水资源的可持续利用。
4.2 气候变化应对：系统动力学模型可以模拟气候系统的变化过程，并评估不同政策措施对气候变化的影响。
通过模拟温室气体排放、能源消耗等变量的变化，可以制定有效的减排政策，应对气候变化挑战。
4.3 生态保护与恢复：基于系统动力学模型的政策影响评估方法可以模拟生态系统的演化过程，并评估不同政策措施对生态系统的影响。
系统动力学(SD)模型的应用研究
以城市为研究对象，其具有相对完整的行政范围、资源环境、产业体系，以及相对稳定的人口结构，可将其视为一个系统，作为所建立的动态仿真模型的系统边界。
3.变量和参数
模型中的变量由状态变量、速率变量、辅助变量及相关参数构成。将城镇人口、农林业灌溉面积、牲畜头数和工业增加值设为状态量，作为表征城市水环境承载力的表征参数（如下表）。
系统动力学（SD）模型的应用研究
姓名：丁丽萍
学号：3102115101
班级：工业2101
摘要：系统动力学(Sysstem Dynamic)是社会、经济、规划、军事等许多领域进
行战略研究的重要工具，如同物理实验室、化学实验室一样，也被称之为战略研究实验室，自从问世以来可以说是硕果累累。系统动力学是一门分析研究复杂反馈系统动态行为的系统科学方法，它是系统科学的一个分支，也是一门沟通自然科学和社会科学领域的横向学科，实质上就是分析研究复杂反馈大系统的计算仿真方法。系统动力学模型是指以系统动力学的理论与方法为知道，建立以研究复杂地理系统动态行为的计算机仿真模型体系。系统动力学模型模拟是一种结构——功能的因果机理性模拟，它一反过去常用的功能模拟法，从系统的微观结构入手建模，构造系统的基本结构和信息反馈机制，进而模拟与分析系统的动态行为。这种模型模拟可以研究信息反馈结构、功能与行为之间动态的辩证对立统一关系。它强调系统行为主要是由系统内部的机制决定的，擅长处理长期性和周期性的问题；在数据不足及某些参量难以量化时，以反馈环为基础依然可以做一些研究，是定性分析与定量分析的统一；擅长处理高阶次、非线性、时变的复杂问题。本次将研究系统动力学在环境领域的应用，系统动力学在环境领域的应用最早可以追溯到“城市动力学”、“国家动力学”、与“世界动力学”的相关研究，这些研究主要是通过城市、国家及世界的动力学模型模拟系统的变化趋势，但在模型中已经考虑到了资源与环境因素。环境系统动力学模型就是把系统系统动力学的相关理论和研究方法引入环境领域而产生的。首先，系统动力学的研究对象主要是社会系统。而社会系统范围十分广泛，凡涉及人类的社会和经济活动的系统都属于社会系统，人口系统、环境系统、教育系统、资源系统、能源系统、经济管理系统等都是社会系统的主要内容。因此，环境领域的系统动力学研究是其发展的一个重要方面。通过把握环境系统中各个要素间的因果关系以及由此形成的反馈机制，系统动力学模型模拟了环境系统的运行状况，对系统的状态进行分析和预测，为环境决策提供有用的的信息和支持。
基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型研究
基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型研究基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型研究摘要：土地利用是人类社会发展的重要问题，对于土地利用情景进行研究可以帮助政府制定合理的土地规划和决策。
本研究基于系统动力学模型和元胞自动机模型，通过建立一个综合考虑自然环境、经济发展和人口变化等因素的土地利用情景模型，以探索不同情景对土地利用的影响。
1. 引言土地利用是一个动态的过程，受到自然因素、经济发展和人口变化等多种因素的影响。
为了更好地预测和规划土地利用情景，需要建立一个能够综合考虑各种因素的土地利用模型。
系统动力学模型和元胞自动机模型是两种常用的模拟方法，可以帮助我们理解土地利用过程中的复杂关系和变化规律。
2. 方法本研究首先收集了一定时期内的土地利用数据，并对数据进行整理和预处理。
然后，基于系统动力学模型，考虑自然环境、经济发展和人口变化等因素，建立了一个包含农业、工业和城市等不同土地类型的土地利用模型。
在模型中，每个土地单元被看作一个元胞，通过规定不同土地类型之间的相互作用规则，并设置相应的规则参数，模拟土地的变化过程。
最后，通过对实验结果进行分析和比较，评估不同情景对土地利用的影响。
3. 结果通过运行土地利用情景模型，我们得到了不同情景下的土地利用结果。
结果表明，自然因素、经济发展和人口变化等因素对土地利用有着显著影响。
例如，城市化进程加速会导致城市土地的扩张，同时也会影响农田和森林等其他土地类型的减少。
另外，在不同情景下，不同土地类型的利用率和转化率也存在差异。
4. 讨论本研究基于系统动力学模型和元胞自动机模型，建立了一个综合考虑自然环境、经济发展和人口变化等因素的土地利用情景模型。
通过对实验结果的分析，我们发现不同情景下土地利用的变化规律。
在进一步研究中，可以考虑引入更多的因素和变量，进一步完善模型的精度和准确性。
5. 结论本研究通过建立基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型，对不同情景下土地利用进行了研究。
系统动力学在土地生态评价领域应用的研究
目前 ， 土地资源管理 与规划 面临经济发展与生态保 护之 间的矛盾 ， 因此 ， 需要进一步严 格土地规划管理 ， 实现土地 的可 持续发展。土地生 态 评价与 系统动力学 的结合 ， 无疑为土地 规划管理 提供 了更方 便也更 有效 的手段。 １ ． 土地 生态 评价的理论基础 １ ． １ 土地 生态评价及其评价方法 土地生态 评价 ， 是指对土地 生态系统 的结构 、 功能 、 价值 和健康及 其 生态环境质 量所进行 的评 价。丹特和杨 格（ Ｄ ｇ ｎ ｔ ｅ ｅ ＆Ｙ ｏ ｕ ｎ ｇ ） 认为， 土地 评 价是评估土地对不 同利用 形式所存在的潜力 的过程 。不同的利用形 式包 括生产性利用和可 提供 服务等其他效益 的利用 。比较上述两种对 土 地评价 的表达方式 ， 可以发现其 内容实质是 基本相 似的， 即土地 评价 的基本特征是 比较各种 用地的要求条件与土地所提 供的资源限制之间 的关系 。土地评 价被 发展成 多种多样 的形式， 它包 括 以下几方 面的 内 容： ① 以土地生态类 型为基础 ， 着重进行土地生态 系统 的结构功能及土 地 生态价值 的评价 。② 在一般 的土地评价 的基础上 ， 选 择对研究 对象 （ 土地及其 环境 、 建设 对象 ） 最有 意义的若干 生态特性 ， 进行专项评 价 ， 进 而查明土地生态类型 与土地利用现状（ 或将来 的利用方 向） 之间的协 调 程度及其 发展趋势 ， 诊断土地 生态系统 的健康程度 和土地利 用的生 态 风险。③将不涉及社 会意义的 自然生态系统质量评价 与涉及人类社 会 生活或社会 经济过 程的生态 系统的生态评 价相互结 合起来 ， 尤 其关 注人 类社会经济过程对 土地 生态系统的影响 。④对 土地生 态环境的退 化、 破 坏程度或潜在危险进行评价 。 目前， 土 地评价 的方法 有多种 。一种是 把它分 为直接 方法 和间接 方 法。所谓直 接方法， 就是通 过实验， 根据实验 结果 进行评价 ， 看 土地是 否适 宜于某种 用途 。例如， 在某一 区域里种植 某种作 物， 通过作物 的生 长情 况及 产量来 判断此 区是否适 宜种此作 物 。使 用这一 方法， 只有针 对特 定的 土地利用， 在 特定的实 验场所进行 ， 结 果才是可 信的 。在 实际 丁 作 中， ＿ 经 常用 实验结果来 推断 整个 区域 。 由于此 方法需 要搜集 大量 的数 据， 否则 其评价结 果的价值不 大， 所 以本 文采用 间接 方法 。间接土 地评价方 法可以分七个步骤进行 ： 自然 环境要素——土地特性—— 土地质量——土地适 宜性— —土 地利 用能 力—— 土地价值——优化土地利用 。 不管是哪 一种方法 ， 土地评价 都要经过 三个最基本 的步骤： ① 对评 价地 区的 土地 要素进行 调查 、 确 定和说 明， 弄清它们 的关 系及作用 ； ② 确定 所要评价 的具体 目标或具体 土地利用类 型的要求 ； ③把评价 地区 土地要素 的情况 与这些要求进行 比较 、 对照， 形成评价 的结论 。 １ ． ２评价 因素权 重的确 定 选 择评价 因素一是要 依据关联 性原则 ， 即 目前条件 下土地利 用评 价 因素与未来条件下土地利用评价 因素的关联性 ； 二是稳定性 原则 ， 评 价 因素对 预测其他环境变化 的敏感性 ； 三是预见性原则 ， 在 可预见将来 条件下评价 因素对 质量或特性的预报能力。 土地 评价不 同的参评 因子对土地 质量 的影 响差异很大 ， 因此权 重
系统动力学在区域分析与规划中的应用研究
系统动力学在区域分析与规划中的应用研究系统动力学作为研究信息反馈系统的学科，由于擅长处理高阶次、非线性、多重反馈的复杂时变系统而受到重视。
文章以系统动力学在区域分析与规划中的应用为重点，对其在区域旅游、环境、城镇规划方面应用研究进行了简单分析与总结。
标签系统动力学；区域分析；区域规划系统动力学（System Dynamics）是由美国麻省理工学院教授Forrester于1956年创立的。
现在系统动力学已形成了自己的学科体系。
系统动力学研究对象主要是复杂的社会经济系统和复杂的生态系统，其任务在于揭示这些系统的信息反馈特征，以显示组织结构、放大作用和延迟效应等影响系统行为模式的机制。
系统动力学模型具有优于回归预测模型、线性规划等模型的特点，它即可以进行时间上的动态分析，又可以进行部门之间的协调。
它能对系统内部、系统内外的因素的相互关系予以明确的认识和体现，通过对系统设定各种控制因素，以观测当输入的控制变量变化时系统的行为和发展，从而能对系统进行动态仿真试验。
1 系统动力学在区域分析与规划中的研究区域分析涉及到区域的发展条件分析、经济分析、发展分析、经济增长分析等，而区域规划涉及到区域旅游规划、环境规划、城镇规划等。
区域分析与规划中需要分析和研究的问题具有系统性、复杂性、动态性和长期性等，而系统动力学的特点决定了它能够在区域分析与规划中的很好应用，因此许多研究者在解决区域分析与规划问题时将其借鉴过来并取得了一定的成果。
1.1 系统动力学在旅游业发展分析与旅游规划中的研究随着人们对精神需求的提高，旅游业作为一种新兴产业逐渐发展起来并日益壮大，并且对区域经济的拉动作用愈加明显，区域分析与区域规划中对旅游的考虑逐渐多了起来，尤其对旅游资源丰富的地区。
对区域内旅游业发展现状分析和旅游规划制定考虑的因素具有综合性、交融性的特点。
许多研究将系统动力学引入并将其应用到旅游规划、生态旅游研究、旅游经济研究、城市旅游研究和旅行社研究等方面并取得了一定成果。
土地系统动力学模型在土地利用规划中的应用
土地系统动力学模型在土地利用规划中的应用土地是人类生存和发展的重要基础资源，土地利用规划在城乡发展中起着重要的作用。
随着经济的发展和人口的增长，土地利用规划的制定变得越来越复杂，需要综合考虑各种因素和影响。
在这个过程中，土地系统动力学模型成为了一种重要的分析工具，它不仅可以理解和预测土地利用的变化，还可以帮助决策者制定合理的规划。
土地系统动力学模型是一种模拟土地利用变化的数学模型，它基于土地利用的动态过程，通过建立土地利用变化的关键因素和环节之间的关系，模拟和预测未来的土地利用情况。
这种模型可以帮助决策者理解土地利用变化的机制和规律，为制定合理的土地利用规划提供科学依据。
首先，土地系统动力学模型可以分析土地利用变化的驱动因素。
土地利用变化是一个复杂的系统过程，受到多种因素的影响，包括经济、政策、环境和社会等。
通过建立土地利用变化的因素和环节之间的关系，土地系统动力学模型可以定量分析不同因素对土地利用变化的影响程度，帮助决策者了解土地利用变化的驱动机制，为制定相应的政策和规划提供科学依据。
其次，土地系统动力学模型可以模拟和预测土地利用变化的趋势和效应。
土地系统动力学模型基于历史的土地利用数据和相关影响因素，可以模拟和预测未来的土地利用情况。
通过对不同政策和规划方案的模拟和比较，决策者可以评估不同政策和规划对土地利用变化的影响，选择最合适的方案，避免不良的土地利用效应，提高土地利用效益。
此外，土地系统动力学模型可以支持土地利用规划的风险评估和决策分析。
土地利用规划是一个复杂的系统工程，涉及到不同的利益关系和冲突。
通过建立土地利用变化的模型，可以系统地分析不同规划方案的风险和效益，评估不同规划方案的可行性和可持续性，帮助决策者做出科学决策，降低规划的风险和不确定性。
综上所述，土地系统动力学模型在土地利用规划中具有重要的应用价值。
它通过分析土地利用变化的驱动因素和机制，模拟和预测土地利用变化的趋势和效应，支持土地利用规划的风险评估和决策分析，为决策者制定合理的土地利用规划提供科学依据。
土地利用模拟系统动力学
土地利用模拟系统动力学
土地利用模拟系统动力学是一种基于动力学理论的土地利用模拟方法。
动力学是一种研究系统随时间变化的科学，它涉及到系统内部各个部分的相互作用、变化和反馈的关系。
土地利用模拟系统动力学通过将土地利用系统看作一个动态系统，分析各种元素和过程之间的相互作用和反馈，模拟土地利用的演变过程。
它综合运用数学模型、GIS和遥感等技术，将自然、社会和经济因素纳入考虑，能够对土地利用变化进行定量分析和预测。
土地利用模拟系统动力学可以用于研究土地资源利用、土地开发、土地利用规划等问题。
通过模拟不同土地利用政策对土地利用演化的影响，可以评估政策的可行性和风险，为土地利用决策提供科学支持。
土地利用模拟系统动力学的建模流程一般包括以下几个步骤：
1. 确定研究区域和时间范围，收集相关数据和资料。
2. 建立土地利用模型，包括自然因素模型、经济因素模型、社会因素模型等。
3. 设定初始条件和参数，进行模型参数的校正和模型的验证。
4. 进行模拟运算，得到土地利用的时空演化过程。
5. 分析模拟结果，评估不同土地利用政策的效果和影响。
6. 根据分析结果，提出合理的土地利用管理和规划建议。
总之，土地利用模拟系统动力学是一种理论与实践相结合的研
究方法，能够帮助我们更好地理解和预测土地利用的变化，为土地资源的合理利用和保护提供科学依据。
理论地理学的土地利用模型分析
理论地理学的土地利用模型分析引言土地利用是指人类对土地资源的开发利用方式。
土地利用模型是研究土地利用规律和预测未来土地利用变化的重要工具。
理论地理学通过模型分析来揭示土地利用的动态过程和机制，为合理规划和管理土地资源提供科学依据。
本文将从理论地理学的角度出发，分析土地利用模型的原理、方法和应用，并探讨未来发展的趋势。
1. 土地利用模型的原理土地利用模型的建立基于理论地理学的基本原理，包括环境约束、经济行为和社会文化等方面的因素。
具体而言，土地利用模型包括以下几个方面的原理：1.1 环境约束原理环境约束原理认为土地利用行为受到自然环境条件的限制。
例如，山地地区适合发展林业和旅游业，而河谷地带适合发展农业和工业。
环境约束原理将自然环境因素与土地利用模型相结合，可以预测不同地区的土地利用类型和变化趋势。
1.2 经济行为原理经济行为原理认为土地利用是由经济活动驱动的。
经济因素包括土地价格、劳动力成本、市场需求等，都对土地利用决策产生影响。
经济行为原理将土地利用模型与经济理论相结合，可以预测不同经济条件下的土地利用决策和变化趋势。
1.3 社会文化原理社会文化原理认为土地利用受到社会文化因素的影响。
社会文化因素包括人口结构、教育水平、文化习惯等，都对土地利用决策产生影响。
社会文化原理将土地利用模型与社会科学相结合，可以预测不同社会文化背景下的土地利用决策和变化趋势。
2. 土地利用模型的方法土地利用模型的建立需要采用适当的方法和技术手段。
目前常用的土地利用模型方法主要包括以下几种：2.1 统计模型统计模型基于历史数据和统计技术，通过建立变量之间的关系模型，从而预测未来的土地利用情况。
常用的统计模型包括回归模型、时间序列模型等。
2.2 神经网络模型神经网络模型模拟人类大脑的学习和记忆能力，通过训练和调整网络参数，来模拟土地利用的演变过程。
神经网络模型可以识别非线性关系，适用于复杂的土地利用模型。
2.3 细胞自动机模型细胞自动机模型是基于元胞（cell）和临近关系的模型，将土地划分为规则的格网，模拟土地利用的演化过程。
生态城市土地利用系统的系统动力学分析
生态城市土地利用系统的系统动力学分析
作者：徐春堂， XU Chun-tang
作者单位：枣庄学院旅游与资源环境系,山东,枣庄,277160
刊名：
中国土地科学
英文刊名：CHINA LAND SCIENCE
年，卷(期)：2008,22(8)
被引用次数：1次
参考文献(4条)
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2.施国洪;朱敏系统动力学方法在环境经济学中的应用[期刊论文]-系统工程理论与实践 2001(12)
3.Wilbard Jackson Kombe Land use implications dynamics in peri-urban areas and their theroy on the urban growth and form:the case of Dares Salaam Tanzania 2005(29)
4.Margerum.R.D Collaborative planning:building consensus and building a distinct model for praetice 2002(03)
引证文献(1条)
1.徐理基于协同论的城市土地集约利用潜力评价——以武汉市为例[期刊论文]-河北农业科学 2009(9)
本文链接：/Periodical_zhonggtdkx200808003.aspx。
由系统动力学看陕北坡耕地可持续利用
由系统动力学看陕北坡耕地可持续利用[摘要] 坡耕地利用系统耦合了生态、经济及社会等复杂大系统本文利用系统动力学的方法解决陕北地区生态、经济与社会系统的坡耕地协调发展问题,使它们之间建立有效的反馈回路生态、经济和社会效益达到最优化才能使陕北坡耕地持续利用。
[关键词] 陕北地区坡耕地系统动力学反馈坡耕地利用系统是自然再生产和经济再增长的有机结合它高度耦合了生态系统、经济系统及社会系统等复杂系统系统内部存在多重非线性反馈环具有非直观性和耗散性特征。
用系统动力学的观点研究生态、经济与社会的协调发展问题, 就是把坡耕地利用这个复杂系统中生态、经济与社会所包含内容的各个方面作为系统的要素使系统成为各种要素相互制约和相互作用的有机整体形成有效的反馈回路坡耕地利用才能够良性循环。
这对于陕北地区农业生态环境的保护以及经济增长都有非常重要的意义。
一、生态子系统的可持续发展坡耕地是森林或土地在强烈的人为干扰作用下极端退化的结果其生态系统的功能退化的特征主要表现为：坡耕地生态系统结构十分简单随着植被的破坏、退化植被的生态基础已遭到破坏；坡耕地的生态系统很难自我调节和维持所以不可能像森林生态系统具有完整的生产者、消费者和分解者并且在结构和数量上都不可能达到相对的动态平衡；坡耕地生态系统结构的简单决定了系统整体光合作用效率的低下造成系统生产力下降；坡耕地生态系统的结构和数量的简单也造成水土流失严重土壤水库的蓄水功能严重受损。
此系统自反馈、自调节的机制差此反馈为正反馈不能保证坡耕地可持续的利用最终发展成恶性循环。
为加强生态环境的生态修复能力解决生态系统退化的重要途径就是实施退耕还林、还草——以基本农田保证退耕退耕促林草林草促畜牧以畜牧保致富。
改进后反馈回路有正反馈变为负反馈回路达到良性循环。
从信息反馈的观点看,坡耕地退耕还林、还草越多使得坡耕地逐渐减少森林、草地覆盖率提高受损生态系统逐渐恢复即形成了负反馈回路达到良性循环。
因此要防止水土流失改善陕北坡耕地的生态环境就必须大力植树造林种草恢复植被充分发挥林草在保持水土、调节气候以及改善生态环境中的作用。
基于系统动力学的土地可持续利用研究——以垦利县为例的开题报告
基于系统动力学的土地可持续利用研究——以垦利县为例的开题报告一、研究背景和意义随着人口的增长和经济的发展，土地作为一种非可再生资源，在全球范围内受到越来越多的关注和重视。
土地利用方式的合理与否直接影响着人类的生存和发展。
在中国，土地资源紧缺的问题尤为突出，面临着严峻的可持续利用问题。
垦利县位于中国山东省东南部，是典型的农业县。
农业生产对土地的依赖性很高，土地的利用方式及其对经济、社会、生态环境的影响尤为明显。
因此，在垦利县开展土地可持续利用研究具有重要的现实意义和理论价值。
本研究旨在利用系统动力学的理论和方法，对垦利县土地可持续利用进行研究和分析，为其可持续发展提供科学依据和决策支持。
二、研究内容和方法1.研究内容（1）分析垦利县土地资源现状和利用方式及其对经济、社会、生态环境的影响；（2）建立垦利县土地可持续利用系统动力学模型，模拟不同的土地利用方式对经济、社会、生态环境的影响；（3）利用敏感性分析方法，分析不同因素对土地可持续利用的影响程度和作用机制，为制定科学的土地利用政策提供参考。
2.研究方法本研究主要采用系统动力学理论和方法，结合实地调研和数据分析，建立垦利县土地可持续利用系统动力学模型，并对其进行模拟和分析。
三、研究预期成果1.建立垦利县土地可持续利用系统动力学模型，揭示不同土地利用方式对经济、社会、生态环境的影响机制和作用程度。
2.分析土地可持续利用的敏感性，为政策制定提供科学参考。
3.对垦利县土地可持续利用问题提出相应的对策和建议，为其可持续发展提供科学依据和决策支持。
四、研究进度安排第一年：（1）收集垦利县土地资源现状和利用方式的数据；（2）建立土地可持续利用系统动力学模型，并进行初步的模拟和分析。
第二年：（1）收集垦利县社会、经济和生态环境相关数据；（2）对土地可持续利用模型进行完善和校验，并进行模拟和分析。
第三年：（1）利用敏感性分析方法，分析不同因素对土地可持续利用的影响程度和作用机制；（2）对研究结果进行综合分析和总结，并提出政策对策和建议。
基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型研究
然和人文因素综合作用的结果 , 如何把自下而上的 元胞自动机模型与其它空间模型, 特别是经济学模
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中国科学 D 辑 地球科学
第 35 卷
需求的角度 , 模拟未来不同发展情景下的土地总量 需求, 然后以元胞自动机模型为基础, 结合 GIS 技术, 从满足局部土地利用继承性 适宜性和邻域影响的角 度完成不同土地需求情景下的土地空间分配 , 从而 模拟出不同情景驱动下的土地利用空间情景格局 (图 1).
需要出发 , 我们首先假定人文因素变化是影响土地 利用变化的唯一因素 . 然后把模拟区域看成一个相 对独立的区域系统 , 主要进行两种系统状态下的模 拟研究, 一是系统封闭状态 , 在该状态下 , 系统与外 界不存在物质和能量交换 , 系统粮食自给率为 1, 系 统内部的粮食产品需求和供给将保持相对平衡 ; 二 是系统开放状态, 在该状态下 , 系统与外界存在物质 和能量交换, 粮食自给率不等于 1, 系统内部的粮食 产品需求和供给将不能保持平衡 , 需要通过市场调 节, 与外界进行粮食交换. 具体的 , 该模型主要包括 社会经济和土地利用两个子系统 , 在国家宏观发展 战略的背景下 , 以社会经济子系统中的人口 (GDP) 市场调节( 粮食自给率) 经济 土地政策以及技术
[23~29]
1 LUSD 模型
1.1 模型的基本思路
LUSD 模型的基本思路是在自下而上的元胞自 动机模型和自上而下的系统动力学模型相结合的基 础上, 依据供求平衡原理 , 从宏观用地总量需求和微 观土地供给相平衡的角度 , 开展土地利用模拟. 具体 的, 该模型首先以系统动力学模型为基础 , 从社会经 济系统中人口 经济(GDP) 市场调节(粮食自给率) 土地政策以及技术进步(粮食单产)五大因素驱动土地
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土地利用规划模型课程论文题目：系统动力学方法在土地利用规划中的应用二〇一三年十二月目录1 引言 (2)2 系统动力学的原理与方法 (3)2.1 系统动力学形成与发展的历史 (3)2.2系统动力学方法特点与原理 (4)2.2.1 系统动力学方法特点 (4)2.2.2 系统动力学方法的建模原理 (4)3 系统动力学在土地利用规划中的应用 (7)3.1系统动力学的建模过程 (7)3.2土地利用规划系统动力学模拟 (7)3.2.1土地利用系统总体分析 (8)3.2.2 系统内部相关关系分析 (9)3.2.3 系统动态仿真模型的建立 (9)4 结语 (10)参考文献 (11)1系统动力学方法在土地利用规划中的应用摘要:系统动力学方法的形成与发展在20世纪70年代推动了可持续发展理论在世界范围内的兴起系统动力学是自然科学的理论(如系统论、控制论、信息论等)与经济学的综合、交叉学科，它将信息反馈概念应用于社会经济系统。
针对当前土地利用总体规划中存在的分析方法单一，土地利用规划与社会经济发展脱节以及规划缺乏动态性等一些问题，提出利用系统动力学理论与计算机技术结合的方法，通过建立土地利用规划系统动力学模型，对规划进行定量化和动态化的研究和模拟，探索土地利用规划与经济社会协调发展的较佳途径，并为土地利用总体规划方案优化提供比较具体和科学的依据。
关键词:系统动力学；土地利用规划；模型；垦利县；应用1 引言随着社会主义市场经济体制的确立，中国经济已经进入高速发展的时期，经济增长方式正逐步由粗放型向集约型转变。
经济的发展带动各种建设的迅猛发展，而土地利用规划就更显得尤为重要，它成为政府强化宏观管理职能，对各种资源要素进行宏观引导和限制的重要手段。
土地利用规划是一门综合性的学科，它涉及到多学科、多领域的研究，现代土地问题的多元化和复杂化要求土地规划利用新的科学技术手段和方法，以适应现代建设和学科发展的要求。
利用系统动力学与计算机技术结合的方法对土地利用总体规划进行定量化和动态化的研究和模拟，并对土地利用总体规划方案进行优化，是一个探索土地利用规划新方法的有益尝试。
22 系统动力学的原理与方法2.1 系统动力学形成与发展的历史系统动力学(system dynanics)属于20世纪经济数学的一个分支，在20世纪50年代中期由美国麻省理工学院福雷斯特教授(Forreste; JW.)首创。
系统动力学的形成与发展在20世纪70年代推动了可持续发展理论在世界范围内的兴起。
系统动力学极力从系统内部的微观结构入手，在把握系统内部结构、参数及总体功能的前提下，分析并把握系统的特性与行为。
系统动力学模型本质上是带时滞的一阶微分方程组，但是这种方法在利用计算机建模时借助于系统流图( stock and flow diagram)，其中流位变量(leve1 /strock)、流率变量(rate /flow)、辅助变量(auxiliary )等都具有明确的物理(或经济)意义，可以说是一种面向实际的结构型的建模方法，其主要特点是能方便地处理非线性和时变现象，能作长期的、动态的、战略性的仿真分析与研究。
系统动力学在20世纪50年代后期主要被用于企业管理，解决诸如原材料供应、生产、库存、销售、市场等一系列问题。
因此，当时系统动力学被称为工业动力学。
20世纪60年代系统动力学应用范围日益扩大，特别是用来研究更复杂的宏观问题，如研究城市的兴衰，这是一个涉及自然资源、地理位置、交通条件、人口迁移、环境容量、投资与贸易等相互关联的复杂的系统问题,另外,还出现了许多用系统动力学研究人、自然资源、生态环境、经济、社会相互关系的模型，如“捕食者与被捕者”关系模型、“吸毒与犯罪”关系模型等。
常用的系统动力学模型有世界模型，用于研究全球性的发展战略;国家模型，用以研究国家政治、经济、军事、对外关系等;城市模型，研究城市发展战略;区域模型，研究特定地理区域的发展战略;工业模型，研究工业企业发展战略等。
此外，还有生长型模型，包括研究疾病发生、发展及防治策略的医疗动力学模型;研究作物、园艺、家禽饲养、虫害防治和生态保护的系统动力学模型。
32.2系统动力学方法特点与原理2.2.1 系统动力学方法特点系统动力学(SD)是一门基于系统论、控制论、信息论和计算机仿真技术的新兴学科。
它解决问题的独特一环就是建立数学的规范模型，从系统内部的微观结构入手进行建模，来分析研究系统结构、功能和行为的内在关系及其解决间题的对策。
系统动力学用于研究与规划复杂社会经济系统的未来行为和相应的长期战略决策有其独特的优点。
这种模型从本质上看是带时间滞后的一阶差微分方程，由于建模时借助于"流图"，其中"积累"、"流率"和其它辅助变量都具有明显的物理意义，因此可以说是一种布告同实际的建模方法。
它与其它模型方法相比，具有下列特点:（1）适用于处理长期性和周期性的问题。
如自然界的生态平衡、人的生命周期和社会问题中的经济危机等都呈现周期性规律并需通过较长的历史阶段来观察，已有不少系统动力学模型对其机制作出了较为科学的解释。
（2）适用于对数据不足的问题进行研究。
建模中常常遇到数据不足或某些数据难于量化的问题，系统动力学藉各要素间的因果关系及有限的数据及一定的结构仍可进行推算分析。
（3）适用于处理精度要求不高的复杂的社会经济问题。
上述总是常因描述方程是高阶非线性动态的，应用一般数学方法很难求解。
系统动力学则借助于计算机及仿真技术仍能获得主要信息。
（4）强调有条件预测。
本方法强调产生结果的条件，“如果……则”的形式，对预测未来提供了新的手段。
2.2.2 系统动力学方法的建模原理系统动力学把世界上一切系统的运动假想成流体的运动，使用因果关系图和系统流图来表示系统的结构。
简单说来，系统结构是指系统要素是如何关联的。
这个要素可以是系统变量，也可以是反馈回路或子系统。
图1给出了鼠群模型的4因果关系图。
因果关系图能清晰地表达系统内部的非线性的因果关系。
因果关系图以反馈回路为其组成要素，反馈回路为一系列原因和结果的闭合路径。
反馈回路的多少是系统复杂程度的标志。
两个系统变量从因果关系看可以是正关系、负关系、无关系或复杂关系。
所谓正关系是指一个量的增加会引起相关联的另一个量增加，反之则称为负关系，复杂关系指两个变量之间的因果关系时正时负。
正负关系在因果关系图中分别用带“+”、“一”号的箭头表示。
当这种关系从某一变量出发经过一个闭合回路的传递，最后导致该变量本身的增加，这样的回路称为正反馈回路，反之则称为负反馈回路。
图2给出了鼠群模型的系统流图。
系统流图由三类元素组成:流位变量、流率变量和信息。
系统流图是系统动力学建模的基础。
与因果关系图不同的是，系统流图中区分了流位、流率变量，在矩形框中的变量是流位，流位是随时间而变化的积累量，是物质、能量与信息的储存环节。
在蝴蝶结下方的是流率，没有矩形框的是辅助变量或常数，云状的图示表示的是系统的边界。
56系统流图可以清楚地表示系统中的反馈关系，其中各个变量之间的关系用公式来定义。
运行模型时必须给出流位变量的初始值。
事实上，流位和流率之间的关系是一阶微分方程。
在复杂系统中，随着系统阶数的提高，方程的阶数和数量都会增加，因此，计算机仿真模型的优点在于使用仿真的方法代替传统的解析方法来求解方程。
如公式1所示，系统流图中的每一流位都需要一个微分方程，流入或流出的物质、能量和信息等都需要明确的算术表达式，这些表达式形成(1)的等号右面的部分，一个系统动力学模型就是一系列非线性微分方程组。
其中x 是流位向量，P 是一组参数，f 是非线性的向量函数。
该公式是含时滞的方程，因为其中向量x 及其他参数是其前一时刻值的函数。
系统动力学根据控制论理论，对系统的动态描述着重于流量的变化，并运用了反馈的概念。
系统动力学建模的过程如下:确定系统边界、定义变量、绘制因果关系图、构建系统流图、编辑公式并运行、模型检验和校准、仿真和分析。
3 系统动力学在土地利用规划中的应用3.1系统动力学的建模过程土地利用总体规划是一项复杂的系统工程，它是要在土地一社会一经济系统中，根据社会经济发展的需要，统筹安排各业用地，合理利用土地资源，提高土地的社会、经济和生态效益。
系统动力学的分析步骤：①问题的识别；②确定系统边界，即系统分析涉及的对象和范围；③建立因果关系图和流图；④写出系统动力学方程；⑤进行仿真试验和计算等（Vensim软件）；⑥比较与评价、政策分析——寻找最优的系统行为。
系统动力学的建模过程3.2土地利用规划系统动力学模拟本文仍采用系统动力学原理方法，对黄河三角洲以农业为主的山东省垦利县进行了土地利用规划的仿真模拟研究.土地利用效益的高低受自然、经济、社会及人为等因素的影响，是诸因素相互作用的结果.因此以系统观点模拟土地利用系统的结构及其演变，是土地利用7研究的重要方法。
3.2.1土地利用系统总体分析土地利用系统总体分析，土地利用系统的核心是系统内各业用地面积的相互消长，即土地利用结构的变化.不同的土地利用结构表现为系统不同的功能与效益.垦利县土地利用系统内部构成如下图所示.影响系统土地利用结构的因素主要有以下几个方面：（1）土地利用构成要素，气候条件、地形地貌、土壤条件、水文状况等土地构成要素对农业用地的数量、质量及分布产生较大的影响，是形成该县土地利用格局的基础.其中关键性的因素是蒸降比、土壤盐分含量、地下水埋藏深度及矿化度等.（2）人口人口的多少直接影响人均占有各类土地资源的数量.人口的增加将导致对农产品(粮、棉、油等)需求量的增加，从而要求农田面积的增加，同时也要求城镇、农村居民点、交通等建设用地面积的扩展.（3）居民生活水平为保障较高的居民生活水平，使人均粮、棉、油，人均居住面积等指标处于较高水平，则必须增加有关农地、城镇居民点等建设用地面积，有必要调整土地利用结构.（4）工业发展水平工业的发展要求工矿等建设用地扩大，这必然会占用其它用地的面积，也会引起土地利用结构的改变.垦利县的工矿用地既占用耕地，也占用滩涂地和未利用土地.（5）国家政策因素等的影响土地利用过程是一种人为的过程，因此土地利用结构在一定程度上依不同的土地政策而作相应的调整.如农地与非农地的协调、农业用地占农林牧的比重、作物布局等等，都会引起土地利用结构的改变.垦利县地处黄河三角洲，土地开发利用活动较为频繁，在一定的土地开发资金的支持下未利用地可转为耕地，旱地可转为水田，牧草地可转为旱地，从而引起农地内部以及农地与未利用土地间结构的改变.土地开发投资力度越大，土地利用结构的变化也越大.89图1垦利县土地利用系统内部构成3.2.2 系统内部相关关系分析在土地利用系统内部，各业用地之间相互转换、相互制约，形成一个统一的整体.垦利县的土地利用系统内各业用地相互关系归结如下.（1）农地一非农地关系，主要表现为非农地占用农地，包括城镇、农村居民点、工矿、交通用地占用耕地等.（2）农地内各地类关系，主要表现为耕地转为园地;沟渠等水利用地占用了耕地;牧草地被开发为耕地和林地等.（3）农地一未利用地关系，主要表现为未利用土地开发为耕地和耕地退化为未利用地;沟渠、水库等对未利用土地的占用;牧草地退化为未利用土地等。