神經網絡在土地變化中的應用

摘要：隨著經濟的不斷發展，我國城鎮化的水平不斷提高，同時城鎮中的人口也不斷地增多，城鎮化的發展必然涉及到鄉村耕地的占用，以及城鎮中資源供給不足等問題，為解決好城鎮化中出現的各種問題，需要處理好城鎮化中個要素間的關系，本文以神經網絡系統為例，深入研究了神經網絡在土地變化中的應用

關鍵詞：神經網絡；土地變化；城鎮化

中圖分類號：F301 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）012-0000-01

引言

在現在的土地利用變化中常將神經網絡系統作為一種分類的判斷規則，神經網絡能很好地模擬城鎮化各要素間復雜的關系，并且能較快的運算各要素間的權重，能真正的解決城鎮化過程中個要素間的矛盾，是一種新興有效的模擬系統。

一、神經網絡的概念

人工神經網絡是一種模擬動物以及人類的神經特征進行信息處理的數學模型，自人類模擬神經網絡創造出數學方法以來，人們就開始慢慢的把這種數學模擬方法直接簡稱為神經網絡。其優點包括：1.具有自學習功能。2.具有聯想存儲功能。3.具有高速尋找有化解的能力。其主要運用于并行分布處理，能很好地模擬復雜的非線性關系。人工神經網絡是根據大腦的神經結構而模擬出的一種數學模型，作為一種運算模型，神經網絡由許多節點和節點間的聯接組成，節點代表一種特別的輸出函數，而節點間的聯接代表一中權重。神經網絡就是有這些節點和聯接組成了一種非線性的關系，正如大腦的智慧一般，具有閾值的節點組成的神經網絡可以發揮更好的功能，提高其處理數據的能力。任何一個神經網絡都是由多個節點組成的，并且節點之間都有鏈接，任何一個神經網絡系統的作用的發揮不是由其中某一個節點組成的，而是由節點間共同作用相互影響而共同決定的。在神經網絡進行信息處理時，這個神經網絡的非線性系統本身也是不斷進行變化的，神經網絡系統本身就是一個有自組織、自適應能力的系統。神經網絡系統是一種具有大腦風格的處理系統，其本質就是一種并行分布的信息處理模式，它是由接收數據的輸入單元，輸出結果的輸出單元以及連接兩者的隱單元三者共同組成。人工神經網絡的基本特征就是：非線性，非局限性，非常定性以及非凸性四個特征。

二、神經網絡在土地變化中的應用的意義

自改革開放以來隨著市場經濟的不斷發展，我國的經濟水平不斷提高，而且作為一個人口大國，我國的人口基數大，人口增長速度快，以及隨著城鎮化的步伐不斷加快，這些現象的出現必然導致人們對土地的需求不斷的增多。就有關數據調查在二十一世紀我國城鎮中的人口已經增長到了七億以上，而預計到2020年將會有超過十四億的人口入住到城鎮中，隨著城鎮人口的不斷增加必然會引發一系列的社會問題例如：交通擁堵，住房短缺，環境惡化，綠化面積減少，耕地遭受破壞，以及城鄉用地結構矛盾等問題。城鎮以及鄉村的二元化是每個國家在想城鎮化發展過程中必然要遇到的問題，城鎮與鄉村間沒有互動嚴重限制了兩者的協調發展，同時城鄉間的互動不協調會進一步影響城鎮的發展，城鎮是一個負輸出系統，需要鄉村對其進行物質輸入，如果得不到鄉村充分的物質補給將會導致城鎮系統的癱瘓，因此解決好城鄉間的矛盾需要運用到神經網絡系統的數學模型。另外，城鎮的擴建必然會占用周邊鄉村的土地，城鎮建設用地的不斷增加必然意味著鄉村更低的不斷減少，但是在開發過程中如何合理集約的運用土地是當前城鎮化發展面臨的一個重要問題，當前城鎮化發展中在以下幾方面存在著較大的問題，第一，集約能力弱，當前城鎮化的發展主要是粗放利用，缺乏規劃，造成了資源極大的浪費，不合理的土地利用形式必然導致城鎮化開發過程中土地利用的粗放式發展，不利于資源的可持續利用；第二，戶籍的城鎮化速度趕不上人口的城鎮化速度，在城鎮化過程中雖有大量的人口居住在城鎮中但多屬于農民工，這些農民工的住宿問題也是現代城鎮化的一大問題，很多農民工住在簡易房中，這些簡易房又缺乏規劃和管理，基礎設施較差，農民工日常生活中產生的垃圾很容易污染環境，而且其居住條件過于簡陋也是政府在發展城鎮化過程中急需的一個重大問題；第三，隨著城鎮化的過快發展，城鎮與鄉村件沒有建立較好的發展結構，這不利于城鎮化的長期發展，也給鄉村帶來很多的問題。因此要處理好以上幾方面的問題就需要將神經網絡的數學運算方法運用于土地變化中。

三、神經網絡在土地變化中的具體應用

在現在的土地利用變化中常將神經網絡系統作為一種分類的判斷規則，神經網絡作為一種具有多層結構的網絡系統，由三部分組成，在神經網絡系統中，常將樣本設為（Xi，Yi），其中X為輸入層，Y為理想狀態下的輸出層，而真實的輸出量則有樣本中的輸入量經過隱單元層進行處理得到。由此可以看出隱層也就是權重直接影響到了實際輸出層與理想輸出層之間的差值，也就是說隱層的改變直接影響到了整個神經網絡系統。因此在將神經網絡在土地變化中的具體應用時要注意選取評價對象時的合理性，要兼顧社會經濟等多方面的利益，同時要考慮到土地利用的效益，一般情況下選擇人均耕地面積，農業總產值，人均用地等六個指標作為評價的依據。

四、結語

人工神經網絡作為一種新型的數學運算模型，其高效的計算能力，準確的信息處理，在數值計算和邏輯運用方面都有極為優越的表現，將這種數學模型與土地利用變化相結合能較好地解決，土地運用變化中牽涉的多角度多方面的問題，人工神經網絡系統中的節點與土地利用變化中的多種要素能構成較好的模擬，同時節點間賦的權重也能較好的反映土地利用個要素間的關系，因此將兩者結合有一點的現實意義。

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作者簡介：蔣敏潔（1987-），女，江蘇江陰人，本科，寶雞職業技術學院，建筑與環境工程系，助教，研究方向：工程測量。