灰色預(yù)測(cè)模型在建設(shè)用地預(yù)測(cè)中應(yīng)用

梁菲 徐陽(yáng)

摘 要

建設(shè)用地是確定城市規(guī)模的重要指標(biāo)和衡量城市理性發(fā)展的重要依據(jù)。以2000-2004年來安徽省的建設(shè)用地指標(biāo)為數(shù)據(jù)源，對(duì)安徽省建設(shè)用地的現(xiàn)狀展開分析，分別建立GM（1，1）模型和殘差GM（1，1）模型對(duì)安徽省建設(shè)用地情況進(jìn)行預(yù)測(cè)研究。將兩種模型預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比可知，二者均能對(duì)建設(shè)用地情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。進(jìn)一步計(jì)算兩種模型的平均殘差和平均相對(duì)誤差可知，殘差GM（1，1）預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)結(jié)果優(yōu)于GM（1，1）預(yù)測(cè)模型，可為安徽省建設(shè)用地預(yù)報(bào)研究提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞

建設(shè)用地; 灰色模型;預(yù)測(cè);安徽省

中圖分類號(hào)： F301 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 14 . 92

0 引言

城市建設(shè)用地規(guī)模需求預(yù)測(cè)研究是土地利用總體規(guī)劃的核心。其目的在于弄清城市建設(shè)用地變化機(jī)制，成為確定城市發(fā)展規(guī)模的一項(xiàng)重要指標(biāo)[1-2]。城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展背景下，經(jīng)土地流轉(zhuǎn)形成的農(nóng)村新增耕地轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地掛鉤指標(biāo)服務(wù)于城市建設(shè)，城市發(fā)展中可使用建設(shè)用地總量得到增加，而農(nóng)村也從城市從土地出讓收益中得到部分資金用于新農(nóng)村建設(shè)[3]。在剛需市場(chǎng)龐大且需求旺盛的背景下，如何實(shí)現(xiàn)建設(shè)用地總量不增加，耕地面積不減少，城鄉(xiāng)用地布局更合理的目標(biāo)，建設(shè)用地能否實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)就顯得尤為重要。目前，很多學(xué)者對(duì)建設(shè)用地預(yù)測(cè)作出了研究。我國(guó)城市建設(shè)用地預(yù)測(cè)中應(yīng)用比較廣泛的是應(yīng)用的主要有多元回歸模型，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，灰色模型，雙因素理論模型等[4-7]。

灰色模型以灰色系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，通過原始數(shù)據(jù)的分析處理，進(jìn)而建立灰色預(yù)測(cè)模型，對(duì)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)的一種科學(xué)方法，其中GM（1，1）模型所需原始觀測(cè)數(shù)據(jù)少，預(yù)測(cè)精度高。在總結(jié)前人研究中時(shí)發(fā)現(xiàn)很少應(yīng)用殘差GM（1，1）預(yù)測(cè)模型對(duì)建設(shè)用地情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。依托安徽省建設(shè)用地相關(guān)數(shù)據(jù)，分別建立灰色模型和殘差灰色模型展開建設(shè)用地情況預(yù)測(cè)研究，可為安徽省土地利用相關(guān)規(guī)劃修編提供一定的參考依據(jù)，切實(shí)保護(hù)耕地資源提供科學(xué)依據(jù)，有利于城鄉(xiāng)統(tǒng)籌目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1 GM（1，1）模型的理論基礎(chǔ)與建模步驟

灰色系統(tǒng)理論認(rèn)為，一定范圍內(nèi)的，一定時(shí)段上隨機(jī)變量是灰色量和灰過程，運(yùn)用一定的處理方法，將雜亂無章的原始數(shù)據(jù)列，變成比較有規(guī)律的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，建立動(dòng)態(tài)模型[8]。若給定原始時(shí)間序列：

2 安徽省建設(shè)用地灰色預(yù)測(cè)模型建立

安徽省長(zhǎng)三角腹地，位于中國(guó)東南部，地處長(zhǎng)江下游。根據(jù)《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001-2005），得到2000-2004年建設(shè)用地一覽表1， 2000-2004年以來安徽省建設(shè)用地并不是一直處于擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)，還有很大的發(fā)展?jié)摿Α１疚倪x取原始數(shù)據(jù)序列n=5時(shí)，建立GM（1，1）模型：x（0）（k）=（1771264，1776823，1589549，1598685，1613391），對(duì)其進(jìn)行一次累加為x（1）（k）=（1771264，3548087，5137636，6736321，8349712）。模型參數(shù)-a=0.265649，u=2846352.938227，建立五維GM（1，1）模型為：x（1）（k+1）=12485990.829515e0.265649k+-10714726.829515，進(jìn)一步計(jì)算，得出后驗(yàn)差比值C為0.0901，小誤差概率P為1.0000，表征模型精度一級(jí)（好），應(yīng)用該模型進(jìn)行建設(shè)用地預(yù)測(cè)。為了提高精度，這里建立二次殘差GM（1，1）模型：模型參數(shù)-a=0.059213，u=25831.554116。x（1）（k+1）=608742.820622e0.059213k+-4346250.496638，進(jìn)一步計(jì)算，得出后驗(yàn)差比值C為0.0224，小誤差概率P為1.0000，表征模型精度一級(jí)（好），應(yīng)用該模型進(jìn)行建設(shè)用地預(yù)測(cè)。將兩種模型預(yù)測(cè)結(jié)果、殘差及相對(duì)誤差列于表1，進(jìn)一步計(jì)算GM（1，1）模型實(shí)際值與預(yù)測(cè)平均殘差值為-317350.56公頃，平均相對(duì)誤差為17.33%，GM（1，1）二次殘差模型實(shí)際值與預(yù)測(cè)值平均殘差值為-8401.234公頃，平均相對(duì)誤差為4.57%，據(jù)此可以看出殘差GM（1，1）模型計(jì)算精度優(yōu)于GM（1，1）模型。從繪制的趨勢(shì)圖1中也可以看出，殘差GM（1，1）模型較好與建設(shè)用地實(shí)際數(shù)據(jù)擬合效果優(yōu)于GM（1，1）模型。

3 結(jié)論

本文依托2000-2004年安徽省建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)，建立灰色GM（1，1）和二次殘差GM（1，1）預(yù)測(cè)模型，模型精度一級(jí)（好），表明兩種模型能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)安徽省建設(shè)用地短期預(yù)報(bào)，可為安徽省建設(shè)用地估算提供一定的參考。進(jìn)一步應(yīng)用兩種模型對(duì)安徽省2000-2004建設(shè)用地情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，兩種模型實(shí)際值與預(yù)測(cè)值平均殘差值和平均相對(duì)誤差分析，殘差GM（1，1）模型的預(yù)測(cè)結(jié)果總體上優(yōu)于GM（1，1）模型。

通過殘差檢驗(yàn)，證明了GM（1，1）模型和殘差GM（1，1）模型擬合精度較好，預(yù)測(cè)結(jié)果正確可靠，能反映安徽省建設(shè)用地的客觀規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢(shì)，本文研究方法可為展開建設(shè)用地預(yù)測(cè)工作提供參考，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出農(nóng)村新建區(qū)面積、城鎮(zhèn)新建區(qū)面積，有利于推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)、促進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展，推動(dòng)安徽省城市化、工業(yè)化進(jìn)程。

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