浙江省國土資源領域的智能預測研究

浙江省土地整理中心 嚴慶良

浙江省國土資源領域的智能預測研究

浙江省土地整理中心 嚴慶良

我國國土資源絕對量豐富，但相對量短缺，隨著人口的不斷增加和經濟建設規模的日益擴大，有限資源和無限發展的矛盾會越來越尖銳，資源的可持續利用已十分緊迫地提到了人們的面前。在全球經濟一體化國際競爭愈加激烈的機遇和挑戰形勢下，必須依據國情，合理開發利用國土資源，提高經濟增長質量，加快經濟社會全面發展，不斷增強經濟實力和國際競爭力，努力縮小與發達國家的差距。

中國人多地少，在人口增加的同時，耕地面積在不斷減少。調查結果表明，以浙江省為例，建設用地占用耕地是耕地減少的主要原因之一，而城市建設用地增加量也非常大。2007年政府工作報告明確要求“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容的土地資源管理和研究已成為資源科學研究的熱點。

本文結合浙江省住宅用地供應情況指標，根據時間序列算法對未來一段時間的住宅用地供應情況進行預測，確定發展方向，為土地供應相關部門提供決策依據。

一、浙江省土地利用基本情況

根據2006-2020年浙江省土地利用總體規劃中介紹，浙江省土地總面積1053.97×104公頃，其中農用地面積871.15×104公頃，占土地總面積82.65%；建設用地面積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.農用地現狀

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、溫臺沿海平原和金衢盆地及富春江、金華江、衢江、浦陽江、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平坦的杭嘉湖平原、河谷平原及丘陵山區的溪流兩岸；果園多分布在沿海平原、金衢盆地等地區；茶園多分布在丘陵山區的坡地上。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。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。其他農用地：全省其他農用地48.74×104公頃，占土地總面積4.62%。

2.建設用地現狀

城鄉建設用地：全省城鄉建設用地面積69.82×104公頃，占土地總面積6.62%。其中城鎮工礦用地34.65×104公頃，人均126平方米；農村建設用地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，呈網絡狀分布在全省各地，最為密集的是杭州市、寧波市、嘉興市、紹興市和金華市；水利設施用地13.46×104公頃，主要集中在杭州市。其他建設用地：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年住宅用地供應面積情況（單位：公頃）

圖1 浙江省2008-2012年住宅用地供應趨勢（單位：公頃）

圖2 浙江省住宅用地供應趨勢（按年度統計）

3.未利用地現狀

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。

針對浙江省土地資源日漸減少的趨勢，科學分析和預測我國國土資源開發前景顯得至關重要。目前，應用于國土資源常用的算法有，直接計算法，比較法和統計分析法。前兩種方法未全面考慮影響土地資源減少的各種因素，導致預測結果與實際需求相差較遠，當掌握大量準確的數據時，統計預計法交接近事實。本文試用時間序列分析預測算法對浙江省國土資源土地供應領域進行研究。

二、數據分析與算法實現

本文根據2008-2012年浙江省住宅用地供應面積為基礎進行分析，數據如表1所示。

表1中的數據，將所有數據以曲線趨勢圖的形式展現如圖1所示。

按年度進行統計，每年各月的住宅用地供應趨勢圖如圖2所示。

通過如上兩圖可見，2008-2012年，浙江省住宅用地供應面積總體是上升的趨勢，在圖2中供地量表現為明顯的周期性波動，周期為1年。基于該現象，本文提出季節指數法預測思路，基于該思路進行加權變換，對浙江省住宅用地供應面積進行分析，形成適應國土資源行業的預測分析算法。

季節指數法是一種時間序列預測技術，來源于經濟活動中銷售量的預測。它是以市場的循環周期為特征，通過計算歷史銷售量變化的季節性系數達到預測目的的一種方法。隨著預測模型的不斷完善，季節指數法已經不局限于經濟預測，它還廣泛應用于預測對象的行為表現為明顯周期波動的社會、科學、技術和軍事等活動。

季節指數法的基本思路是：先分離出不含季節周期波動的長期趨勢；再計算季節指數；最后建立預測模型。數學模型為長期趨勢模式與季節指數之乘積。

根據季節指數法的思想建立數學模型，預測數據為m×n的矩陣：

預測模型 Y（t）為

其中

另外a為加權數，a的取值與相關業務類型或其他因素有關系，一般情況下a的值域為：預測函數的系數a與b可通過最小二乘法進行計算求出，

表2

表3

表4

根據如上公式，當前的預測數據矩陣：

其中 m=5，n=12，m表示年份，n表示月份。

表4所示：

中 ，計算得到：B=32101.328

下面確定預測函數的系數a與b，通過最小二乘法進行計算，為使時間矩陣較為平衡，這里取p =2，q=-1，r=-30，得到為：

根據公式（4）計算得到a =32101.3284，b=2.9116

取a的值為0.35，則根據公式（2），修正2013年各月份預測值：

根據如上預測數據，得到預測曲線如圖3顯示。

浙江省2013年1月份實際住宅用地供應面積為488.2189公頃，2月份實際供應面積為469.3428公頃，與預測的數據進行比較，均差為16.5923，誤差百分比為3.46%，小于10%，因此預測數據可作為實際的分析和參考。

三、結論

本文根據浙江省住宅用地供地面積指標數據，結合時間序列分析算法中的季節指數預測法原理，并加以變換，得到適合浙江省住宅用地供地指標的預測算法，并通過實際數據驗證，誤差在允許的范圍內。因此，這種新的預測算法可為國土行業部門提供理論支撐和輔助分析與決策。

圖3 浙江省2013年住宅用地供應預測曲線