浙江省土地整理中心 嚴(yán)慶良

浙江省國(guó)土資源領(lǐng)域的智能預(yù)測(cè)研究

浙江省土地整理中心 嚴(yán)慶良

我國(guó)國(guó)土資源絕對(duì)量豐富，但相對(duì)量短缺，隨著人口的不斷增加和經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，有限資源和無(wú)限發(fā)展的矛盾會(huì)越來(lái)越尖銳，資源的可持續(xù)利用已十分緊迫地提到了人們的面前。在全球經(jīng)濟(jì)一體化國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈的機(jī)遇和挑戰(zhàn)形勢(shì)下，必須依據(jù)國(guó)情，合理開(kāi)發(fā)利用國(guó)土資源，提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量，加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面發(fā)展，不斷增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，努力縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。

中國(guó)人多地少，在人口增加的同時(shí)，耕地面積在不斷減少。調(diào)查結(jié)果表明，以浙江省為例，建設(shè)用地占用耕地是耕地減少的主要原因之一，而城市建設(shè)用地增加量也非常大。2007年政府工作報(bào)告明確要求“守住18億畝（1.2×108公頃）耕地紅線”，目前，以土地合理化利用為內(nèi)容的土地資源管理和研究已成為資源科學(xué)研究的熱點(diǎn)。

本文結(jié)合浙江省住宅用地供應(yīng)情況指標(biāo)，根據(jù)時(shí)間序列算法對(duì)未來(lái)一段時(shí)間的住宅用地供應(yīng)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定發(fā)展方向，為土地供應(yīng)相關(guān)部門(mén)提供決策依據(jù)。

一、浙江省土地利用基本情況

根據(jù)2006-2020年浙江省土地利用總體規(guī)劃中介紹，浙江省土地總面積1053.97×104公頃，其中農(nóng)用地面積871.15×104公頃，占土地總面積82.65%；建設(shè)用地面積94.08×104公頃，占土地總面積8.93%；未利用地面積88.74×104公頃，占土地總面積8.42%。

1.農(nóng)用地現(xiàn)狀

耕地：全省耕地面積194.77×104公頃，占土地總面積18.48%。主要分布在杭嘉湖平原、寧紹平原、溫臺(tái)沿海平原和金衢盆地及富春江、金華江、衢江、浦陽(yáng)江、曹娥江、大溪（碧湖）和西苕溪等河谷平原。園地：全省園地面積65.54×104公頃，占土地總面積6.22%。其中桑園多分布在地勢(shì)平坦的杭嘉湖平原、河谷平原及丘陵山區(qū)的溪流兩岸；果園多分布在沿海平原、金衢盆地等地區(qū)；茶園多分布在丘陵山區(qū)的坡地上。林地：全省林地面積562.05×104公頃，占土地總面積53.32%。林地的水平分布與浙江省的地貌基本一致，主要分布在浙中南與浙西地區(qū)。牧草地：全省牧草地面積528.74公頃，僅占土地總面積0.01%。面積較小，主要分布在丘陵山區(qū)。其他農(nóng)用地：全省其他農(nóng)用地48.74×104公頃，占土地總面積4.62%。

2.建設(shè)用地現(xiàn)狀

城鄉(xiāng)建設(shè)用地：全省城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積69.82×104公頃，占土地總面積6.62%。其中城鎮(zhèn)工礦用地34.65×104公頃，人均126平方米；農(nóng)村建設(shè)用地35.18×104公頃。交通水利用地：全省交通水利用地21.46×104公頃，占土地總面積2.04%。其中交通用地面積7.99×104公頃，呈網(wǎng)絡(luò)狀分布在全省各地，最為密集的是杭州市、寧波市、嘉興市、紹興市和金華市；水利設(shè)施用地13.46×104公頃，主要集中在杭州市。其他建設(shè)用地：面積2.81×104公頃，占土地總面積0.27%。其中特殊用地1.77× 104公頃，鹽田1.04×104公頃。

表1 浙江省2008-2012年住宅用地供應(yīng)面積情況（單位：公頃）

圖1 浙江省2008-2012年住宅用地供應(yīng)趨勢(shì)（單位：公頃）

圖2 浙江省住宅用地供應(yīng)趨勢(shì)（按年度統(tǒng)計(jì)）

3.未利用地現(xiàn)狀

全省未利用地面積88.74×104公頃，占土地總面積8.42%。其中水域面積30.35×104公頃，灘涂沼澤面積25.70×104公頃，自然保留地面積32.69×104公頃。

針對(duì)浙江省土地資源日漸減少的趨勢(shì)，科學(xué)分析和預(yù)測(cè)我國(guó)國(guó)土資源開(kāi)發(fā)前景顯得至關(guān)重要。目前，應(yīng)用于國(guó)土資源常用的算法有，直接計(jì)算法，比較法和統(tǒng)計(jì)分析法。前兩種方法未全面考慮影響土地資源減少的各種因素，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際需求相差較遠(yuǎn)，當(dāng)掌握大量準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)時(shí)，統(tǒng)計(jì)預(yù)計(jì)法交接近事實(shí)。本文試用時(shí)間序列分析預(yù)測(cè)算法對(duì)浙江省國(guó)土資源土地供應(yīng)領(lǐng)域進(jìn)行研究。

二、數(shù)據(jù)分析與算法實(shí)現(xiàn)

本文根據(jù)2008-2012年浙江省住宅用地供應(yīng)面積為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)如表1所示。

表1中的數(shù)據(jù)，將所有數(shù)據(jù)以曲線趨勢(shì)圖的形式展現(xiàn)如圖1所示。

按年度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，每年各月的住宅用地供應(yīng)趨勢(shì)圖如圖2所示。

通過(guò)如上兩圖可見(jiàn)，2008-2012年，浙江省住宅用地供應(yīng)面積總體是上升的趨勢(shì)，在圖2中供地量表現(xiàn)為明顯的周期性波動(dòng)，周期為1年?；谠摤F(xiàn)象，本文提出季節(jié)指數(shù)法預(yù)測(cè)思路，基于該思路進(jìn)行加權(quán)變換，對(duì)浙江省住宅用地供應(yīng)面積進(jìn)行分析，形成適應(yīng)國(guó)土資源行業(yè)的預(yù)測(cè)分析算法。

季節(jié)指數(shù)法是一種時(shí)間序列預(yù)測(cè)技術(shù)，來(lái)源于經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中銷(xiāo)售量的預(yù)測(cè)。它是以市場(chǎng)的循環(huán)周期為特征，通過(guò)計(jì)算歷史銷(xiāo)售量變化的季節(jié)性系數(shù)達(dá)到預(yù)測(cè)目的的一種方法。隨著預(yù)測(cè)模型的不斷完善，季節(jié)指數(shù)法已經(jīng)不局限于經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)，它還廣泛應(yīng)用于預(yù)測(cè)對(duì)象的行為表現(xiàn)為明顯周期波動(dòng)的社會(huì)、科學(xué)、技術(shù)和軍事等活動(dòng)。

季節(jié)指數(shù)法的基本思路是：先分離出不含季節(jié)周期波動(dòng)的長(zhǎng)期趨勢(shì)；再計(jì)算季節(jié)指數(shù)；最后建立預(yù)測(cè)模型。數(shù)學(xué)模型為長(zhǎng)期趨勢(shì)模式與季節(jié)指數(shù)之乘積。

根據(jù)季節(jié)指數(shù)法的思想建立數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)為m×n的矩陣：

預(yù)測(cè)模型 Y（t）為

其中

另外a為加權(quán)數(shù)，a的取值與相關(guān)業(yè)務(wù)類(lèi)型或其他因素有關(guān)系，一般情況下a的值域?yàn)椋侯A(yù)測(cè)函數(shù)的系數(shù)a與b可通過(guò)最小二乘法進(jìn)行計(jì)算求出，

表2

表3

表4

根據(jù)如上公式，當(dāng)前的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)矩陣：

其中 m=5，n=12，m表示年份，n表示月份。

表4所示：

中 ，計(jì)算得到：B=32101.328

下面確定預(yù)測(cè)函數(shù)的系數(shù)a與b，通過(guò)最小二乘法進(jìn)行計(jì)算，為使時(shí)間矩陣較為平衡，這里取p =2，q=-1，r=-30，得到為：

根據(jù)公式（4）計(jì)算得到a =32101.3284，b=2.9116

取a的值為0.35，則根據(jù)公式（2），修正2013年各月份預(yù)測(cè)值：

根據(jù)如上預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)曲線如圖3顯示。

浙江省2013年1月份實(shí)際住宅用地供應(yīng)面積為488.2189公頃，2月份實(shí)際供應(yīng)面積為469.3428公頃，與預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，均差為16.5923，誤差百分比為3.46%，小于10%，因此預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)可作為實(shí)際的分析和參考。

三、結(jié)論

本文根據(jù)浙江省住宅用地供地面積指標(biāo)數(shù)據(jù)，結(jié)合時(shí)間序列分析算法中的季節(jié)指數(shù)預(yù)測(cè)法原理，并加以變換，得到適合浙江省住宅用地供地指標(biāo)的預(yù)測(cè)算法，并通過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證，誤差在允許的范圍內(nèi)。因此，這種新的預(yù)測(cè)算法可為國(guó)土行業(yè)部門(mén)提供理論支撐和輔助分析與決策。

圖3 浙江省2013年住宅用地供應(yīng)預(yù)測(cè)曲線