基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)村居民點(diǎn)用地整理潛力評(píng)價(jià)

鮑倩　胡召玲　蘇繼良　紀(jì)亞洲　楊小艷

摘要：針對(duì)當(dāng)前農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力評(píng)價(jià)方法效率低、易受主觀因素影響的現(xiàn)狀，提出利用反向傳播（BP）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地整理潛力進(jìn)行評(píng)價(jià)。以江蘇省徐州市豐縣的12個(gè)鎮(zhèn)為研究對(duì)象，在Matlab R2015b軟件平臺(tái)支持下，構(gòu)建BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)關(guān)系分析的基礎(chǔ)上，測算農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地整理的現(xiàn)實(shí)潛力，實(shí)現(xiàn)對(duì)豐縣各鎮(zhèn)土地整理潛力集約利用的評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：（1）豐縣農(nóng)村居民點(diǎn)人均占地面積較大，農(nóng)村居民點(diǎn)布局較為分散。豐縣農(nóng)村居民點(diǎn)最終可整理面積達(dá)2 111.81 hm2，原耕地面積為64 775 hm2，耕地可增加系數(shù)達(dá)3.26%。（2）宋樓鎮(zhèn)的整理潛力最大，范樓鎮(zhèn)次之，師寨鎮(zhèn)的整理潛力最小。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村居民點(diǎn)整理;BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);潛力評(píng)價(jià);豐縣;Matlab軟件

中圖分類號(hào)： F301.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）02-0007-07

收稿日期：2018-10-18

作者簡介：鮑 倩（1993—），女，江蘇徐州人，碩士研究生，主要從事土地整理及“3S”應(yīng)用方面研究。E-mail：bqianjiayou@foxmail.com。

通信作者：胡召玲，博士，教授，主要從事遙感與GIS理論及應(yīng)用等方面的教學(xué)與科研。E-mail：huzhaoling@jsnu.edu.cn。

土地整理是實(shí)現(xiàn)土地資源集約利用，提高土地生產(chǎn)力和利用率的重要途徑[1]。隨著人口的不斷增長，我國的土地后備資源日益短缺，廣大農(nóng)村的土地利用率不高且退化嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年全國總?cè)丝跀?shù)約138 271萬人，其中鄉(xiāng)村人口58 973萬人，占全國總?cè)丝诘?2.65%，人均建設(shè)用地面積282.74 m2[2]。但近年來隨著江蘇省農(nóng)村人口的減少，農(nóng)村居民點(diǎn)用地并未減少，人均農(nóng)村居民點(diǎn)用地規(guī)模反而增大。2016年江蘇省農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積為289.38 m2/人，大于2010年年末的 252.19 m2/人，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家150 m2/人的最高標(biāo)準(zhǔn)，這是一種不合理的現(xiàn)象[3]。我國有十幾億的人口要養(yǎng)活，而耕地最主要的作用是生產(chǎn)糧食作物，我國的人均耕地面積僅為0.092 hm2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平。由于二胎政策的開放，未來幾年我國的人口數(shù)量仍處于不斷上升階段，耕地?cái)?shù)量的減少對(duì)我國未來的發(fā)展勢必會(huì)帶來巨大的隱患。當(dāng)前我國農(nóng)村居民點(diǎn)土地普遍存在閑置、廢棄等浪費(fèi)現(xiàn)象，利用率低下，結(jié)構(gòu)不合理。對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)用地進(jìn)行整理不僅能豐富農(nóng)村居民點(diǎn)整理的理論體系，還可以優(yōu)化用地布局并釋放農(nóng)村建設(shè)用地潛力，是建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的重要舉措，如何有效利用農(nóng)村土地，促進(jìn)農(nóng)村土地資源的有效利用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，不僅已成為目前我國農(nóng)村亟需解決的問題，也是學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)[4-6]。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

豐縣地處江蘇省徐州市的西北部，屬黃泛沖積平原，地勢高亢，地形平坦，土地肥沃，物產(chǎn)豐饒。豐縣總面積為144 970 hm2，南北長約59.2 km，東西寬約46.6 km，共有12個(gè)鎮(zhèn)，總?cè)丝跀?shù)為919 275人，從業(yè)人員共508 259人。2015年《江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)資料顯示，豐縣土地總面積為 120 293 hm2，耕地面積為64 775 hm2，占全縣土地總面積的54%。根據(jù)實(shí)際調(diào)研資料可知，豐縣居民點(diǎn)布局較為分散，用地面積大，同時(shí)住宅地空置和廢棄現(xiàn)象嚴(yán)重。豐縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地理位置如圖1所示。

1.2 數(shù)據(jù)來源

以豐縣12個(gè)鎮(zhèn)為研究對(duì)象，通過文獻(xiàn)檢索、實(shí)地調(diào)研與專家訪談等方式，廣泛收集影響農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力的因素，并分析每種因素的影響機(jī)制。根據(jù)2015年《江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒》、豐縣政府統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、豐縣農(nóng)村居民點(diǎn)調(diào)查數(shù)據(jù)（2015年）以及2014—2015年豐縣土地利用變更資料數(shù)據(jù)，獲得豐縣各個(gè)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)水平、財(cái)政收入、人口基數(shù)、居民點(diǎn)用地面積和豐縣土地利用狀況等數(shù)據(jù)。

1.3 豐縣土地利用強(qiáng)度分析

土地利用強(qiáng)度是指單位面積內(nèi)的土地利用狀況，各鎮(zhèn)的土地利用強(qiáng)度與土地的集約利用情況有著很大的關(guān)系，土地利用強(qiáng)度的總體狀況可根據(jù)農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積占鎮(zhèn)域面積的比重、人口密度等指標(biāo)來衡量。

從表1可以看出，綜合分析農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)模和人均用地面積特征，豐縣的農(nóng)村居民點(diǎn)總體上以小規(guī)模為主，從空間上看，各個(gè)鎮(zhèn)的農(nóng)村居民點(diǎn)分布較為分散。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的不同，鎮(zhèn)與鎮(zhèn)之間存在突出的地域差異，大沙河鎮(zhèn)和順河鎮(zhèn)的農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積所占比重相對(duì)來說較小，而常店鎮(zhèn)和王溝鎮(zhèn)相對(duì)較大。

2 研究方法

近年來，對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)整理的研究主要集中在對(duì)當(dāng)前農(nóng)村居民點(diǎn)利用現(xiàn)狀剖析、 農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力估算方法以及整理適宜性評(píng)價(jià)等方面。最常用的農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力估算方法為數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，包括Logistic二元邏輯回歸模型[7-10]、模糊綜合評(píng)價(jià)法[11-12]、層次分析（AHP）法[13-14]、綜合修正與測算法[15-16]等。盡管數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法可以較好地反映單個(gè)居民點(diǎn)的整理潛力，但忽略了外部因素對(duì)居民點(diǎn)整理潛力的影響，忽視了選取的各項(xiàng)指標(biāo)之間的必然聯(lián)系，大大削弱了對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)用地整理研究的現(xiàn)實(shí)意義。

針對(duì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法存在的不足，本研究提出利用反向傳播（BP）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地整理。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模擬人腦數(shù)據(jù)分析機(jī)制的計(jì)算方法，也是目前最成功的分析方法之一，它能進(jìn)行分布式并行信息處理，具有強(qiáng)大的特征提取與抽象能力，能夠整合多源信息、處理異構(gòu)數(shù)據(jù)、捕捉變化動(dòng)態(tài)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值轉(zhuǎn)換的橋梁[17-18]，已被用于土地整理潛力評(píng)析、未來土地利用的發(fā)展趨勢預(yù)測等方面[19-22]。BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有較強(qiáng)的非線性擬合能力，學(xué)習(xí)規(guī)則簡單，便于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，是一種適應(yīng)性比較廣的非參數(shù)模型。由于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型內(nèi)部較好的自適應(yīng)過程可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法模型存在的主觀性等弊端，因此該模型能夠解決土地整理過程中的非線性映射問題。

根據(jù)研究區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布現(xiàn)狀，本研究在Matlab R2015b軟件平臺(tái)支持下，構(gòu)建基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)村居民點(diǎn)人均建設(shè)用地面積預(yù)測模型，對(duì)2015年豐縣各鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地面積進(jìn)行評(píng)價(jià)，并估算其整理潛力。

3 農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地整理潛力評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

在對(duì)豐縣農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地進(jìn)行整理的過程中發(fā)現(xiàn)，居民對(duì)其居住地的滿意程度直接影響他們的整理意愿，而居民的年齡、性別、人均收入、家庭人口數(shù)、受教育程度、從事職業(yè)、現(xiàn)居住地的住房面積、房屋結(jié)構(gòu)以及建造時(shí)間等最終影響他們的整理意愿。

從農(nóng)村居民點(diǎn)的自然、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)角度出發(fā)，為全面準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)并反映研究區(qū)的土地整理狀況，指標(biāo)體系的選取本著整體性、科學(xué)性原則以及綜合性與實(shí)用性相結(jié)合原則，將影響農(nóng)村居民點(diǎn)整理的因素主要分為農(nóng)村居民點(diǎn)空間區(qū)位、人均建設(shè)用地面積、人均耕地面積、家庭成員人口遷移比例、人均遷出時(shí)間、土地流轉(zhuǎn)意愿等作為影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)（表2）。

農(nóng)村居民點(diǎn)的空間區(qū)位指研究區(qū)的地形地貌狀況，若居民點(diǎn)地勢平坦，土地開闊，易于耕種，用地規(guī)模大，則整理工作易開展，整理成本低;反之，若居民點(diǎn)地形崎嶇，多山地丘陵，且分布較為分散，用地面積小，則整理作業(yè)難以開展，整理成本高。

人作為土地資源的使用者和服務(wù)對(duì)象，對(duì)土地資源整理具有深遠(yuǎn)的影響。居民點(diǎn)人口指標(biāo)是影響居民點(diǎn)整理的重要社會(huì)要素，反映目標(biāo)地勞動(dòng)力的多少。農(nóng)村人口遷出較多或遷出時(shí)間較長的區(qū)域，整理工作容易進(jìn)行;反之，家庭成員遷出較少或者遷出時(shí)間較短、農(nóng)村人口多的區(qū)域，勞動(dòng)力充足，人地矛盾尖銳，開展居民點(diǎn)整理工作就難。

就業(yè)率變化反映一個(gè)地區(qū)就業(yè)人口與當(dāng)?shù)啬隄M18歲以上總?cè)丝诘陌俜直茸兓?，就業(yè)率與居民點(diǎn)整理呈正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)研究區(qū)的就業(yè)人口較多時(shí)，則易于開展居民點(diǎn)整理工作。反之，若大多數(shù)居民待在家里務(wù)農(nóng)，他們大多不愿對(duì)自己的居住地或活動(dòng)區(qū)域進(jìn)行整理。

財(cái)政收入反映了地方基層政府的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)用地進(jìn)行整理需要當(dāng)?shù)卣慕y(tǒng)籌協(xié)調(diào)，更需要多方面的資金支持，所以基層政府的財(cái)政收入越高，進(jìn)行農(nóng)村居民點(diǎn)用地整理的能力越強(qiáng)，整理的資金壓力越小，農(nóng)村居民點(diǎn)用地整理的潛力就越大。

人均收入反映研究區(qū)農(nóng)民的收入水平，一般農(nóng)民的人均收入越高，則證明其承受能力和投資能力就越強(qiáng)，就易于開展整理工作。

人均補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)、人均新房重購成本、農(nóng)戶搬遷成本，這3個(gè)與主體經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)的成本因素，是決定居民點(diǎn)用地整理開展是否順利的重要經(jīng)濟(jì)因素。

人均建設(shè)用地面積根據(jù)GB 50188—1993《中華人民共和國村鎮(zhèn)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》中人均建設(shè)用地分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（一級(jí)：50～60 m2/人;二級(jí)：60～80 m2/人;三級(jí)：80～100 m2/人;四級(jí)：100～120 m2/人;五級(jí)：120～140 m2/人）進(jìn)行分級(jí)，人均建設(shè)用地面積越大，則整理成標(biāo)準(zhǔn)后的挖掘潛力就越大[23]。

人均耕地面積與農(nóng)村居民點(diǎn)土地整理潛力呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。人均耕地面積越小，農(nóng)民的土地整理愿望越強(qiáng)烈。

土地流轉(zhuǎn)意愿可反映村民對(duì)整理工作的認(rèn)可度。農(nóng)村居民點(diǎn)整理是改善農(nóng)村生產(chǎn)、生活的有效方式，關(guān)系到農(nóng)民切身利益。流轉(zhuǎn)意愿越強(qiáng)，對(duì)居民點(diǎn)整理工作的開展越有利;同理，年輕人對(duì)整理工作開展的支持率較老年人高，若農(nóng)村年輕人口比例高，則整理工作可獲更多支持，工作開展阻力小。

農(nóng)村居民點(diǎn)整理是一個(gè)耗資較大的社會(huì)工程，整理工作的正常開展，需要充分的資金支持。目標(biāo)地經(jīng)濟(jì)水平和財(cái)政收入指標(biāo)，是衡量整理工作的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。目前，農(nóng)村居民點(diǎn)整理仍是以政府投資為主，目標(biāo)地經(jīng)濟(jì)水平和財(cái)政收入是否殷實(shí)，是資金保障的關(guān)鍵。農(nóng)民利益訴求依靠經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到最大滿足，若農(nóng)民利益訴求得到最大滿足則可最大限度地釋放整理潛力。

3.2 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建

Roberto等已經(jīng)證明，對(duì)任何一個(gè)在閉區(qū)間內(nèi)的連續(xù)函數(shù)都可以用一個(gè)3層BP網(wǎng)絡(luò)（即含有1個(gè)隱含層）進(jìn)行逼近，因此3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即可完成任意n維到m維的映射[24-25]，且訓(xùn)練速度快，很少產(chǎn)生過度吻合[26]。本研究建立的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括3層，即輸入層、隱含層、輸出層，其中輸入層包括各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，隱含層包括要素權(quán)重類別判斷、指標(biāo)權(quán)重策略判斷，輸出層主要包括目標(biāo)輸出數(shù)據(jù)。采用多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能算法，將每個(gè)影響要素看作一個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞，建立各神經(jīng)元細(xì)胞之間的聯(lián)系，利用多層感知器分類自適應(yīng)能力，設(shè)置激勵(lì)函數(shù)，得出各要素連接權(quán)值，進(jìn)而更準(zhǔn)確地得出每項(xiàng)要素對(duì)居民點(diǎn)整理的影響權(quán)值，對(duì)理論潛力進(jìn)行改正。

以各鎮(zhèn)為單位，將各鎮(zhèn)總?cè)丝跀?shù)、從業(yè)人員數(shù)、人均收入、人均耕地面積等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后作為樣本數(shù)據(jù)輸入模型中，對(duì)目標(biāo)鎮(zhèn)的要素權(quán)重類別進(jìn)行判斷;將自然要素、社會(huì)要素、經(jīng)濟(jì)要素權(quán)重指標(biāo)作為輸入數(shù)據(jù)，對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行策略判斷，得出各項(xiàng)指標(biāo)元權(quán)重。根據(jù)上述分析構(gòu)建的影響因子評(píng)價(jià)模型結(jié)構(gòu)如圖2所示。

4 評(píng)價(jià)過程及結(jié)果分析

4.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

為了加快BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)的訓(xùn)練速度，消除不同量綱對(duì)結(jié)果的影響，避免因輸入輸出數(shù)據(jù)數(shù)量級(jí)的差別較大而造成過大網(wǎng)絡(luò)預(yù)測誤差，需要將輸入和輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，將每組數(shù)據(jù)的取值范圍設(shè)為0～1，具體見表3。

4.2 訓(xùn)練過程

4.2.1 訓(xùn)練樣本 訓(xùn)練樣本也稱專家樣本，BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)在隱含層中通過函數(shù)關(guān)系不斷進(jìn)行計(jì)算，自動(dòng)獲取模型參數(shù)間的合理規(guī)則，樣本數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完畢后，該網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值不需要再進(jìn)行修改，只需改變輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)和輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)，即可直接用于測試樣本的訓(xùn)練，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行反復(fù)修正，從而使網(wǎng)絡(luò)輸出的最后結(jié)果具有誤差最小、精度最高的特點(diǎn)。

本研究選取位于豐縣周邊蘇北地區(qū)的24個(gè)新農(nóng)村建設(shè)示范鎮(zhèn)村的各指標(biāo)值作為訓(xùn)練樣本，從地理位置及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等方面來看，這些新農(nóng)村示范鎮(zhèn)村與研究區(qū)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、自然狀況相似，且具有農(nóng)村居民點(diǎn)用地整理的示范性。這些鎮(zhèn)村分別為徐州市銅山區(qū)的劉集鎮(zhèn)、漢王鎮(zhèn)西沿村，睢寧縣的睢城鎮(zhèn)、高作鎮(zhèn)八里村，連云港市贛榆區(qū)的海關(guān)鎮(zhèn)小口村、羅陽鎮(zhèn)，泗洪縣的上塘鎮(zhèn)、石集鄉(xiāng)石集社區(qū)，沛縣的棲山鎮(zhèn)胡樓村、胡寨鎮(zhèn)草廟村，邳州市的港上鎮(zhèn)前湖村，新沂市的新安鎮(zhèn)臧圩村、馬陵山鎮(zhèn)王莊村，東?？h的洪莊鎮(zhèn)連灣村，盱眙縣的盱城鎮(zhèn)宣化村，豐縣的鳳城鎮(zhèn)古豐社區(qū)、鳳城鎮(zhèn)江豐社區(qū)、首羨鎮(zhèn)王莊新村、孫樓鎮(zhèn)張梨園村、華山鎮(zhèn)徐屯村、鳳城鎮(zhèn)周廟村、師寨鎮(zhèn)古廟村、華山鎮(zhèn)嵐山新村，徐州市泉山區(qū)的奎山街道奎西社區(qū)。

4.2.2 測試樣本 將測試樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化后輸入網(wǎng)絡(luò)，將logsig函數(shù)作為輸入層到隱含層的傳遞函數(shù)，將Purelin線性傳遞函數(shù)作為隱含層到輸出層的傳遞函數(shù)。訓(xùn)練函數(shù)為traingdx，訓(xùn)練參數(shù)通過net.trainParam來設(shè)定。隱含層神經(jīng)元數(shù)設(shè)為3個(gè)，網(wǎng)絡(luò)性能函數(shù)為mse，網(wǎng)絡(luò)迭代次數(shù)為5 000次，期望誤差目標(biāo)為 0.000 000 1，開始訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)。趙莊鎮(zhèn)位于主城區(qū)的西北部，棉花、特種蔬菜種植的發(fā)展速度較快，是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn)。據(jù)豐縣鎮(zhèn)村布局規(guī)劃可知，趙莊鎮(zhèn)被規(guī)劃為以木業(yè)加工、漢文化旅游為特色的邊貿(mào)型城鎮(zhèn)，居民點(diǎn)分布以及人均建設(shè)用地面積均合理，為新農(nóng)村建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的典范。本研究以豐縣趙莊鎮(zhèn)為例，將其相關(guān)數(shù)據(jù)代入網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)算法進(jìn)行計(jì)算說明，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練測試結(jié)果可得，在對(duì)樣本進(jìn)行了89次訓(xùn)練后，誤差達(dá)到規(guī)定范圍。網(wǎng)絡(luò)設(shè)定的誤差范圍逼近見圖3。

通過該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練，可預(yù)測各個(gè)鎮(zhèn)的居民點(diǎn)人均建設(shè)用地面積。

4.3 整理潛力測算結(jié)果

豐縣農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地理論整理潛力的預(yù)測公式為

式中：Qi為該鎮(zhèn)居民點(diǎn)理論整理潛力，m2;Qio為該鎮(zhèn)居民點(diǎn)人均建設(shè)用地面積實(shí)際值，m2;Pit為該鎮(zhèn)居民點(diǎn)人均建設(shè)用地面積預(yù)測值，m2;S為該鎮(zhèn)人口

總數(shù)，人。若理論整理潛力的預(yù)測結(jié)果為正，則說明該鎮(zhèn)的農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地具有整理潛力;若理論整理潛力的預(yù)測結(jié)果為負(fù)，則說明該鎮(zhèn)原來的農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地較為合理。根據(jù)建立的模型計(jì)算2015年豐縣各個(gè)鎮(zhèn)的居民點(diǎn)整理潛力，結(jié)果見表4。

由表4可知，豐縣居民點(diǎn)理論整理潛力總計(jì)為21 118 109.31 m2，其中宋樓鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)值的預(yù)測值與實(shí)際值差異較大，其相應(yīng)整理潛力最大，為 5 486 162.50 m2;范樓鎮(zhèn)整理潛力次之，理論整理潛力為3 985 406.12 m2;歡口鎮(zhèn)再次之，為 3 253 996.98 m2;師寨鎮(zhèn)整理潛力最小，為 126 354.80 m2。

4.4 整理潛力測算結(jié)果分析

首先對(duì)人口、實(shí)際人均建設(shè)用地面積、預(yù)測人均建設(shè)用地面積數(shù)據(jù)等進(jìn)行歸一化處理，從圖4中可以看出，人口和預(yù)測的農(nóng)村居民點(diǎn)人均建設(shè)用地面積呈相反變化趨勢。幾個(gè)人口相對(duì)較少的鎮(zhèn)，如順河鎮(zhèn)、大沙河鎮(zhèn)等，預(yù)測的農(nóng)村居民點(diǎn)人均建設(shè)用地面積較大，理論整理潛力與人均建設(shè)用地面積呈相關(guān)性。

5 結(jié)論

本研究通過綜合考慮研究區(qū)自然地理?xiàng)l件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、土地利用狀況、土地利用規(guī)劃布局以及居民意愿等因素對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地整

理的影響，采用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)建了農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地整理潛力預(yù)測模型，該模型不僅單純著眼于單個(gè)指標(biāo)要素對(duì)居民點(diǎn)整理潛力的影響，更加注重要素與要素之間的相互聯(lián)系，注重從地理空間和時(shí)間上對(duì)影響要素進(jìn)行分析，不受主觀因素影響。對(duì)豐縣農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地整理的研究結(jié)果表明：（1）豐縣農(nóng)村居民點(diǎn)人均占地面積較大，農(nóng)村居民點(diǎn)布局較為分散。（2）豐縣各鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)最終可整理面積達(dá)2 111.81 hm2，耕地可增加系數(shù)達(dá)326%。（3）由于豐縣農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)模、個(gè)數(shù)、密度等方面存在較大地域性差異，農(nóng)村居民點(diǎn)用地形狀在不同尺度下都較為零散且較為不規(guī)則。（4）從居民點(diǎn)個(gè)數(shù)上來看，宋樓鎮(zhèn)的農(nóng)村居民點(diǎn)個(gè)數(shù)最多，位于豐縣主城區(qū)西南部且距離相對(duì)較遠(yuǎn)，居民點(diǎn)集約化程度低且較為分散，整理潛力最大。范樓鎮(zhèn)的居民點(diǎn)個(gè)數(shù)雖不及宋樓鎮(zhèn)，但處于豐縣最南部，距主城區(qū)最遠(yuǎn)，整理潛力僅次于宋樓鎮(zhèn)。（5）從各個(gè)鎮(zhèn)的規(guī)劃上看，歡口鎮(zhèn)宜被規(guī)劃為以現(xiàn)代制造業(yè)、建材、食品加工為主要功能的工業(yè)型城鎮(zhèn)，其建設(shè)用地規(guī)模大，相應(yīng)的耕地?cái)?shù)量就會(huì)減少，整理潛力也較大。師寨鎮(zhèn)宜被規(guī)劃為以鹽鉀化工、鍛造工藝為主要功能的工礦型城鎮(zhèn)，該鎮(zhèn)人多地少，其居民點(diǎn)的整理潛力較小。

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