利用空间数据进行多目标城市土地利用优化:系统综述
本文发表于国际期刊SustainableCitiesandSociety,年74卷上。第一作者为匈牙利布达佩斯科技经济大学的Md.MostafizurRahman博士。
研究背景和目的土地利用优化是实现可持续城市土地利用规划的重要工具,旨在通过经济繁荣发展、资源高效利用、环境保护和社会公平来实现城市长期均衡发展。土地利用优化通过各种土地用途(住宅、工业、商业、娱乐设施、公园绿地等)的分配来获得最佳的经济、社会和生态效益。土地利用优化是空间优化的一个分支,由三个基本要素组成,包括:a)决策变量,b)目标函数和c)约束条件。决策变量空间与目标函数空间之间的映射关系如图所示:
决策空间和目标空间的映射关系
从本质上讲,系统综述是通过收集和分析来自不同研究的思想、方法、数据等方面,对比其中的相似和差异。对土地利用优化研究进行系统综述(Systematicreview)可以更加清晰的理解并重新审视土地优化的过程并预见相关优化结果。当前,有关城市土地利用优化的研究越来越多,且的方法和目标选择等存在差异。此外,已有研究尚未对城市土地利用优化研究展开系统综述和评价,本文的研究填补了当前研究的薄弱之处,并期望通过此篇系统综述研究可以为后续土地利用优化研究提供基础。通过系统综述,本文旨在回答三个问题:
1.哪些目标在城市土地利用优化中最重要?
2.构建和解决城市土地利用优化问题有哪些常用的约束、途径和方法?
3.城市土地利用优化使用的空间数据和模型有哪些?
研究方法和思路本文的思路和方法参考了《系统综述与荟萃分析优先报告条目:PRISMA声明》,虽然PRISMA声明最早是由医疗保健领域专家组提出的文献系统综述思路,但随着思路的进步和发展,PRISMA声明已经广泛应用到环境、水资源、农业、土地资源管理、可持续发展等研究领域。
相比于传统叙述性的文献综述,PRISMA声明是通过已有研究数据和结果的收集整理来开展结构化分析。在整个综述过程中,其定义了严格的标准来纳入和排除可用的研究文献,并限制作者的偏见,这提高了综述的科学性。
系统综述各阶段信息收集流程图
主要研究结论文章通过在WebofScience和Scopus两大文献数据库,针对文献标题进行关键词检索,并且文献只涵盖英文文章且没有时间上的限制。使用的搜索关键词和检索出的相应文章数量已在表1。
PRISMA声明提出了四阶段的系统筛选文献流程。第一阶段,基于搜索关键词和搜索策略,初步从WebofScience、Scopus等来源中筛选出篇文章。在第二阶段,对初步筛选到的文章进行了排序,删除重复记录,此过程有篇文章被删除。在第三阶段,排除以下研究:a)与本文的研究目标没有直接关系(粗略阅读文章标题和摘要),b)研究区域不是城市地区。此阶段进一步排除了篇文章,保留了篇文章进行全文评估。在第四阶段也是最后阶段,本文整体阅读了这篇文章,根据本文制定的纳入和排除标准选取55篇文章作为系统综述的文献支撑。
研究表明,城市土地利用优化研究在全球7.61%(n=15)的国家(根据联合国认可的全球个国家)进行。其中,52.73%的研究在中国的不同城市进行,而7.27%的研究在伊朗进行。与其他国家相比,中国更