区域农用土地开发整理规划辅助决策系统的总体设计

9.1.1　区域农用土地开发整理规划辅助决策系统的总体设计

所谓决策过程是人们为实现一定目标而制定行动方案，并准备组织实施的活动过程，这个过程也是一个提出问题、分析问题、解决问题的过程。

1.区域农用土地开发整理规划辅助决策系统的总体设计思想

区域农用土地开发整理规划辅助决策系统的总体设计思想是按国土资源部《土地开发整理规划编制规程》设计的整理内容，以土地利用现状数据为基础，以规划数据为依据，以人机交互的形式完成土地整理规划的辅助决策过程。整个辅助决策过程包括现状分析、整理区划分、退耕区确定、投入产出分析、主导因素分析、整理模式确定等。

系统设计的技术基础是CPU PⅤ以上、512MB内存、80GB硬盘、52倍速光驱以及A0超宽幅面彩色喷墨绘图仪、A0幅面数字化仪、A0幅面图像扫描仪、A3幅面激光打印机等硬件设施。系统的操作平台是基于Windows95/98/2000，技术平台是MapInfo Professional6.5，开发途径是二次开发，二次开发语言是MapBasic6.5和VB等，同时利用ODBC外挂Excel等数据库进行属性数据挂接，总体布局是土地整理辅助决策过程所需要的各个环节以模块化的形式通过系统集成在主界面上共存。系统的功能设计主要包括基础数据的录入处理、因素因子的分值计算、评价单元的划分、农用地和农村居民点潜力分析、土地整理模式构建(见图9-1)。

图9-1　区域农用土地开发整理规划辅助决策系统构建流程图

2.区域农用土地开发整理规划辅助决策系统的总体结构

区域农用土地开发整理规划辅助决策系统是从研究土地现状入手，通过定性和定量方法及有关模型，并结合相关的国家规程和土地经营管理经验来评估决策最优土地整理区及应采取的措施。整个系统对决策者是支持而非取而代之。图9-2表示整个系统的总体结构框图。

图9-2　区域农用土地开发整理规划辅助决策支持系统结构

在整个系统的结构图中(见图9-2)，汉化的人机界面提供了用户与系统各个模块(数据管理、模型管理、决策分析和信息输出)交互的能力。数据管理完成对数据库的一系列操作，包括数据录入、修改、删除、显示、查询等;模型管理则完成模型生成、参数修改等操作;决策分析是整个系统的核心，系统的其他部分都为它服务，它调用模型库中的模型对农用土地整理辅助决策提供支持;信息输出则更加方便用户对整理决策方案的了解和对所需信息的查询和检索。

3.区域农用土地开发整理规划辅助决策系统的运作程序

区域农用土地开发整理规划辅助决策的运作程序包括农用地整理辅助决策和农村居民点整理辅助决策的运作程序两大方面。

1)农用地整理辅助决策的运作程序

(1)确定研究的区域范围。

(2)资料收集及处理。将收集到的各种资料作基础化处理，图像资料进行扫描并数字化，文字资料录入整理，数字资料建立数据库并添加，电子数据利用相关应用软件转入，建成原始数据库。

(3)划分指标控制区。根据研究区域内地形地貌、生态环境和耕作制度的差异，划分农用地整理评价指标控制区。划分时，主要依据主导因素与区域分异相结合、评价因素的相对一致性、县域范围内的分等指标区原则上不超过10个等原则进行。

(4)构建评价指标体系。依据国家或省、市、县的相关规程确定参与评价的因素因子，构建评价指标体系。选择评价因素因子时，主要选择能影响土地利用稳定性、当前技术可以量测且表征地区性特点的因素，使整个评价体系具有代表性、客观性、科学性。

(5)建立指标数据库。参照相关规程制定各因素因子的编码、分级标准，形成因素因子量化的指标数据库。

(6)划分评价单元。利用叠置法、地块法、网格法或多边形法划分评价单元。评价单元的划分有一定的原则要求:①主导因素差异原则。不同地貌部位的土地不划为同一单元，山脉走向两侧水热分配有明显差异的不划为同一单元，地下水、土壤条件、盐碱度等土地因素指标有明显差异的不划为同一单元;②相似性原则。土地评价单元边界不划分评价因素指标控制区;③边界完整性原则。单元内同一主要因素的差异不超过100/(N+1)，其中N为级别数。

(7)计算评价单元总分值。利用已建成的指标数据库计算各评价单元的不同因素因子分值，并汇总合成评价单元总分值。计算时，依据加权平均法公式。公式如下:

式中:W_k为评价因素权重;m为评价因素数目;p为评价单元的数目;i为评价单元编号;k为评价因素编号;n为指定作物数目;j为指定作物编号。

(8)计算农用地的自然生产潜力水平。根据指标控制区内的耕作制度、指定作物和有关规程，查找指定作物的气候生产潜力或光温生产潜力以及产量比系数，先算出土地的自然质量级，再利用实际调查数据计算土地利用系数，根据公式算出目前的土地利用级。相关的计算公式如下:

第j种指定作物的自然质量级指数公式:

R_ij=α_tjC_ijβ_j　　　　　　(9.2)

农用地自然质量级指数公式:

R_i=∑R_ij　　　　　　(9.3)

式(9.2)、(9.3)中:R_ij为第i单元第j种指定作物的自然质量级指数;R_i为第i个评价单元的农用地自然质量级指数;∑为连加运算符;α_tj为第j种作物的光温生产潜力指数;C_ij为第i个评价单元内种植第j种指定作物的农用地自然质量分;β_j为第j种作物的产量比系数。

土地利用系数公式:

第j种指定作物利用级指数公式:

Y_ij=K_ljR_ij　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(9.5)

农用地利用级指数公式:

Y_i=∑Y_ij　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(9.6)

式(9.4)、(9.5)、(9.6)中:Y_ij为第i个评价单元第j种指定作物的农用地利用级指数;

Y_i为第i个评价单元农用地利用级指数;R_ij为第i个评价单元第j种指定作物的自然质量级指数;K_lj为第j种指定作物的土地利用系数;Y_j，max为第j种指定作物的省级二级区内最高单产量。

(9)根据单元总分值初步划分土地的潜力级别。

(10)根据单元总分值初步分析土地整理区域。主要确定土地整理区域的分行政区域的土地类型组合情况、土壤和地貌组合情况以及不同级别的土地类型分布情况等。

(11)结合土地现状的土壤和地貌条件，确定需退耕的土地。

(12)归纳分析待整理区重点土地整理类型。

(13)统计分析待整理区重点土地整理行政区域。

(14)结合现状统计资料归纳分析重点行政区域的投入产出的潜力。

(15)归纳分析重点行政区的主要影响因素。

(16)结合经验以及已有的判断分析形成土地整理决策方案及措施。

2)农村居民点整理辅助决策的运作程序

(1)确定研究的区域范围。

(2)资料收集及处理。将收集到的各种资料作基础化处理，图像资料进行扫描并追踪，文字资料录入整理，数字资料建立数据库并添加，电子数据利用相关软件转入，建成原始数据库。

(3)依据国家有关标准和农村居民点现状，初步估算农村居民点整理区面积和可整理面积。

(4)根据估算的可整理面积对居民点进行潜力分级。

(5)结合研究区已有的工程项目和各种相关标准，评估农村居民点的整理效益(投入产出分析)。

(6)根据居民点的潜力分级情况确定重点行政整理区域。

(7)综合居民点的潜力分级情况和研究区的经济实力确定居民点整理的期限。

(8)结合居民点的实际分布情况归纳居民点的具体整理模式。