耦合CA-MAS的海岸帶生態安全空間預警與功能分區智慧型最佳化

《耦合CA-MAS的海岸帶生態安全空間預警與功能分區智慧型最佳化》是依託中山大學，由艾彬擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：耦合CA-MAS的海岸帶生態安全空間預警與功能分區智慧型最佳化
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：艾彬
• 依託單位：中山大學

中文摘要

海岸帶是國土空間陸海縱深的關鍵紐帶，是開發海洋資源、發展海洋經濟的重要依託，在生態安全框架下最佳化海岸帶功能區布局對促進和保障人類社會可持續發展具有重要而深遠的意義。本項目以我國廣東省海岸帶為研究案例，基於複雜系統理論，採用空間分析、地理過程模擬及空間智慧型最佳化等關鍵技術手段，建立海岸帶生態安全空間預警與功能分區最佳化的研究架構，為實施陸海統籌規劃總體開發布局提供技術支撐和決策參考。研究內容包括：通過分析海岸帶生態安全狀態變化趨勢，耦合CA和MAS的分區模型模擬大區域複雜環境下生態用地演化格局，從生態功能服務角度進行生態安全空間預警；進一步結合空間規劃目標和生態安全控制約束，構建海岸帶功能分區空間智慧型最佳化模型，引入反映空間集聚片區集中規則和規劃決策偏好,改善遺傳算法的適應度函式，動態加入功能區最小規模約束，研究可解決多目標下的主體功能最佳化分區問題，獲取不同規劃目標下的海岸帶功能區最佳化布局方案。

結題摘要

海岸帶是國土空間陸海縱深的關鍵紐帶，是開發海洋資源、發展海洋經濟的重要依託，在生態安全框架下最佳化海岸帶功能區布局對促進和保障人類社會可持續發展具有重要而深遠的意義。廣東省海岸帶自改革開放以來發展迅速，開發強度大，給海岸帶造成了較大的生態壓力。本項目以我國廣東省海岸帶典型地區為研究案例，採用空間分析、地理過程模擬及空間智慧型最佳化等關鍵技術手段，分析在快速城市化背景下海岸帶生態用地保護壓力格局及變化趨勢，探討海岸帶空間開發最佳化方案。 項目主要研究內容包括：基於多源衛星遙感影像數據，分析廣東省海岸帶空間開發變化趨勢，生態用地尤其是圍填海、濕地及紅樹林變化態勢；從時空過程角度分析20世紀70年代以來珠江口圍填海情況及空間差異，並對2050圍填海形勢進行了風險估計與潛力分析；以多源遙感影像為主要數據源，結合實地調查，選擇典型案例區，識別海岸線類型，分析海岸帶資源開發利用強度與空間開發過程，自然海岸帶演化過程，生態海岸帶退化趨勢，深入分析海岸帶城市化與生態環境之間的空間衝突；並利用分區CA模型模擬大區域複雜環境下生態用地演化格局，從生態功能服務角度進行生態安全空間預警；構建元胞自動機與蟻群智慧型模型，最佳化海岸帶沿海城市城市化過程與生態保護的二元空間協調開發格局；進一步選擇典型案例區，結合空間規劃目標和生態安全控制約束，構建海岸帶功能分區空間蟻群智慧型最佳化模型，獲取不同規劃目標下的用地最佳化布局方案。 通過本項目的研究，積累了廣東省海岸帶多時相土地利用、生態用地、圍填海以及海岸線變遷數據等，形成了廣東省海岸帶資源調查基本資料庫；在前期數據處理與分析、模型構建的基礎上，整理了相關研究成果，撰寫了相關學術論文，已發表或接收論文7篇（其中：中文核心5篇；EI 1篇；SCI 1篇），另有3篇論文已投稿（其中中文核心2篇，SCI 1篇）。相關研究成果可以為廣東省海岸帶資源調查提供數據基礎，為廣東省海岸帶綜合開發與生態環境保護提供參考。