基于遗传神经网络的陕西省土地利用结构模型研究

论文摘要

土地是人类赖以生存、社会赖以发展的物质基础。随着人口不断增长,城市化和工业化进程加快,土地资源数量有限性及经济供给的稀缺性,与土地社会需求的增长性之间呈不协调发展态势,人地矛盾日益突出。土地资源己成为制约经济增长、人民生活水平改善的“瓶颈”。土地利用结构是指各类用地所占的比例,是土地资源在各产业间的配置与利用状况及各类用地比例关系的反映。土地利用的结构决定土地利用系统的功能,合理的土地利用结构能够保持土地利用系统的良性循环,促进社会经济的可持续发展。区域土地合理利用战略的制定和实施,需要人们从不同角度和层次分析土地利用结构的特征,发现土地利用过程中存在的问题,分析土地利用结构变化的影响因素,为土地资源在国民经济各部门的合理配置,实现土地资源利用的综合效率最大化提供依据。该研究就是从此目的出发,在分析陕西省土地利用现状结构的基础上,对土地利用结构的变化进行动态模拟和预测。本文在土地利用结构变化理论研究的基础上,以陕西省土地利用结构为研究对象,对陕西省土地利用现状结构以及土地利用结构变化的社会经济因素分析,为预测提供基础数据,通过建立BP神经网络和遗传神经网络的土地利用结构模型,对未来土地利用结构进行预测。本文针对土地利用结构变化的复杂特征与BP人工神经网络在预测应用上的缺陷,利用遗传算法来优化BP人工神经网络模型,形成了遗传算法与BP网络结合的遗传神经网络模型,通过运用matlab软件编制神经网络和遗传神经网络程序,实现模型的建立。通过进行实证研究,证明遗传神经网络利用遗传算法进行全局搜索,处理速度快,不易陷入局部极小点等优势,遗传神经网络用于土地利用结构的预测是可行和有效的,有着非常良好的前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.1.1 土地利用结构研究的背景
• 1.1.2 土地利用结构研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究进展
• 1.2.2 国内研究进展
• 1.3 本文的研究思路、内容和方法
• 1.3.1 研究思路
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 研究方法
• 第二章 土地利用结构的基本理论
• 2.1 系统理论
• 2.2 人地关系理论
• 2.3 景观生态理论
• 2.4 区位理论
• 2.5 可持续发展思想
• 第三章 陕西省概况
• 3.1 陕西省自然地理概况
• 3.1.1 地形地貌
• 3.1.2 气候
• 3.1.3 水文
• 3.1.4 自然资源
• 3.2 陕西省社会经济概况
• 3.2.1 行政区划
• 3.2.2 人口
• 3.2.3 社会经济
• 第四章 土地利用结构分析
• 4.1 陕西省土地利用结构现状
• 4.1.1 土地利用数量结构分析
• 4.2 陕西省土地利用结构变化分析
• 4.2.1 陕西省土地利用结构动态变化及强度分析
• 4.2.2 陕西省土地利用结构变化分析
• 4.3 影响土地利用结构的因素分析
• 第五章 基于神经网络的土地利用结构模型预测
• 5.1 人工神经网络的基本原理
• 5.1.1 前馈三层BP 神经网络
• 5.1.2 BP 反向传播算法
• 5.1.3 网络的设计
• 5.1.4 BP 网络建模特点
• 5.2 基于神经网络的土地利用结构模型
• 5.2.1 样本数据的收集与处理
• 5.2.2 隐层数的确定
• 5.2.3 隐层节点数的确定
• 5.2.4 学习率
• 5.2.5 训练次数与训练目标
• 5.2.6 神经网络的训练与预测
• 5.2.7 神经网络存在的问题
• 第六章 基于遗传神经网络的土地利用结构模型预测
• 6.1 遗传算法
• 6.1.1 遗传算法简介
• 6.1.2 涉及的一些基本术语
• 6.1.3 遗传算法基本组成
• 6.1.4 遗传算法的操作步骤
• 6.1.5 遗传算法的特点
• 6.2 遗传算法在神经网络中的应用
• 6.2.1 遗传算法优化神经网络的基本思想
• 6.2.2 遗传算法对神经网络的优化过程
• 6.2.3 遗传算法对神经网络的优化的具体实现
• 6.2.4 结果比较分析
• 6.2.5 对遗传算法改进的BP 网络模型的评价
• 6.2.6 与传统算法的比较
• 第七章 结论和建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢