浙江省国土资源领域的智能预测研究

浙江省土地整理中心 严庆良

浙江省国土资源领域的智能预测研究

浙江省土地整理中心 严庆良

我国国土资源绝对量丰富，但相对量短缺，随着人口的不断增加和经济建设规模的日益扩大，有限资源和无限发展的矛盾会越来越尖锐，资源的可持续利用已十分紧迫地提到了人们的面前。在全球经济一体化国际竞争愈加激烈的机遇和挑战形势下，必须依据国情，合理开发利用国土资源，提高经济增长质量，加快经济社会全面发展，不断增强经济实力和国际竞争力，努力缩小与发达国家的差距。

中国人多地少，在人口增加的同时，耕地面积在不断减少。调查结果表明，以浙江省为例，建设用地占用耕地是耕地减少的主要原因之一，而城市建设用地增加量也非常大。2007年政府工作报告明确要求“守住18亿亩（1.2×108公顷）耕地红线”，目前，以土地合理化利用为内容的土地资源管理和研究已成为资源科学研究的热点。

本文结合浙江省住宅用地供应情况指标，根据时间序列算法对未来一段时间的住宅用地供应情况进行预测，确定发展方向，为土地供应相关部门提供决策依据。

一、浙江省土地利用基本情况

根据2006-2020年浙江省土地利用总体规划中介绍，浙江省土地总面积1053.97×104公顷，其中农用地面积871.15×104公顷，占土地总面积82.65%；建设用地面积94.08×104公顷，占土地总面积8.93%；未利用地面积88.74×104公顷，占土地总面积8.42%。

1.农用地现状

耕地：全省耕地面积194.77×104公顷，占土地总面积18.48%。主要分布在杭嘉湖平原、宁绍平原、温台沿海平原和金衢盆地及富春江、金华江、衢江、浦阳江、曹娥江、大溪（碧湖）和西苕溪等河谷平原。园地：全省园地面积65.54×104公顷，占土地总面积6.22%。其中桑园多分布在地势平坦的杭嘉湖平原、河谷平原及丘陵山区的溪流两岸；果园多分布在沿海平原、金衢盆地等地区；茶园多分布在丘陵山区的坡地上。林地：全省林地面积562.05×104公顷，占土地总面积53.32%。林地的水平分布与浙江省的地貌基本一致，主要分布在浙中南与浙西地区。牧草地：全省牧草地面积528.74公顷，仅占土地总面积0.01%。面积较小，主要分布在丘陵山区。其他农用地：全省其他农用地48.74×104公顷，占土地总面积4.62%。

2.建设用地现状

城乡建设用地：全省城乡建设用地面积69.82×104公顷，占土地总面积6.62%。其中城镇工矿用地34.65×104公顷，人均126平方米；农村建设用地35.18×104公顷。交通水利用地：全省交通水利用地21.46×104公顷，占土地总面积2.04%。其中交通用地面积7.99×104公顷，呈网络状分布在全省各地，最为密集的是杭州市、宁波市、嘉兴市、绍兴市和金华市；水利设施用地13.46×104公顷，主要集中在杭州市。其他建设用地：面积2.81×104公顷，占土地总面积0.27%。其中特殊用地1.77× 104公顷，盐田1.04×104公顷。

表1 浙江省2008-2012年住宅用地供应面积情况（单位：公顷）

图1 浙江省2008-2012年住宅用地供应趋势（单位：公顷）

图2 浙江省住宅用地供应趋势（按年度统计）

3.未利用地现状

全省未利用地面积88.74×104公顷，占土地总面积8.42%。其中水域面积30.35×104公顷，滩涂沼泽面积25.70×104公顷，自然保留地面积32.69×104公顷。

针对浙江省土地资源日渐减少的趋势，科学分析和预测我国国土资源开发前景显得至关重要。目前，应用于国土资源常用的算法有，直接计算法，比较法和统计分析法。前两种方法未全面考虑影响土地资源减少的各种因素，导致预测结果与实际需求相差较远，当掌握大量准确的数据时，统计预计法交接近事实。本文试用时间序列分析预测算法对浙江省国土资源土地供应领域进行研究。

二、数据分析与算法实现

本文根据2008-2012年浙江省住宅用地供应面积为基础进行分析，数据如表1所示。

表1中的数据，将所有数据以曲线趋势图的形式展现如图1所示。

按年度进行统计，每年各月的住宅用地供应趋势图如图2所示。

通过如上两图可见，2008-2012年，浙江省住宅用地供应面积总体是上升的趋势，在图2中供地量表现为明显的周期性波动，周期为1年。基于该现象，本文提出季节指数法预测思路，基于该思路进行加权变换，对浙江省住宅用地供应面积进行分析，形成适应国土资源行业的预测分析算法。

季节指数法是一种时间序列预测技术，来源于经济活动中销售量的预测。它是以市场的循环周期为特征，通过计算历史销售量变化的季节性系数达到预测目的的一种方法。随着预测模型的不断完善，季节指数法已经不局限于经济预测，它还广泛应用于预测对象的行为表现为明显周期波动的社会、科学、技术和军事等活动。

季节指数法的基本思路是：先分离出不含季节周期波动的长期趋势；再计算季节指数；最后建立预测模型。数学模型为长期趋势模式与季节指数之乘积。

根据季节指数法的思想建立数学模型，预测数据为m×n的矩阵：

预测模型 Y（t）为

其中

另外a为加权数，a的取值与相关业务类型或其他因素有关系，一般情况下a的值域为：预测函数的系数a与b可通过最小二乘法进行计算求出，

表2

表3

表4

根据如上公式，当前的预测数据矩阵：

其中 m=5，n=12，m表示年份，n表示月份。

表4所示：

中 ，计算得到：B=32101.328

下面确定预测函数的系数a与b，通过最小二乘法进行计算，为使时间矩阵较为平衡，这里取p =2，q=-1，r=-30，得到为：

根据公式（4）计算得到a =32101.3284，b=2.9116

取a的值为0.35，则根据公式（2），修正2013年各月份预测值：

根据如上预测数据，得到预测曲线如图3显示。

浙江省2013年1月份实际住宅用地供应面积为488.2189公顷，2月份实际供应面积为469.3428公顷，与预测的数据进行比较，均差为16.5923，误差百分比为3.46%，小于10%，因此预测数据可作为实际的分析和参考。

三、结论

本文根据浙江省住宅用地供地面积指标数据，结合时间序列分析算法中的季节指数预测法原理，并加以变换，得到适合浙江省住宅用地供地指标的预测算法，并通过实际数据验证，误差在允许的范围内。因此，这种新的预测算法可为国土行业部门提供理论支撑和辅助分析与决策。

图3 浙江省2013年住宅用地供应预测曲线