Thiết kế một ví dụ về việc tái thiết một thị trấn cũ với dân số nửa triệu người, kết hợp các thuật toán tối ưu hóa không gian và lý thuyết quy hoạch đô thị, đồng thời tối đa hóa hiệu quả sử dụng đất đai, cải thiện chất lượng cuộc sống của cư dân và bảo tồn di sản lịch sử và văn hóa. Sau đây là các bước và phương pháp chi tiết: ---## **1. rõ ràng mục tiêu và điều kiện ràng buộc **- * mục tiêu ** : 1. Cải thiện chất lượng cuộc sống của cư dân (chẳng hạn như cải thiện nhà ở, giảm tiện nghi công cộng). 2. tối ưu hóa hiệu quả sử dụng đất (chẳng hạn như nâng cao tỷ lệ khối lượng, tăng diện tích màu xanh lá cây). 3. bảo tồn di sản lịch sử và văn hóa (nếu tồn tại các thành phố cổ). 4. phát triển bền vững (chẳng hạn như tiết kiệm năng lượng và giảm lượng khí thải, xây dựng xanh). - ** điều kiện ràng buộc ** : 1 diện tích đất rất hạn chế. 2. kiểm soát ngân sách tài chính. 3. nhu cầu thị trường trưng dụng của cư dân (dân số 500.000). 4. quy định và đề nghị chính sách (chẳng hạn như giới hạn chiều cao của tòa nhà, tỷ lệ khối lượng giới hạn). -- -- -- # # # 2 * *. Dữ liệu thu thập với, womack * * * * * * : nguồn dữ liệu -- 1 … * * * * dữ liệu địa lý: sử dụng đất đai, địa hình, mạng lưới đường xá, một thực trạng các hệ YuanChan đợi. 2. ** dữ liệu dân số ** : dân cư, mật độ dân số, nhu cầu tái định cư. 3. ** dữ liệu kinh tế ** : ngân sách cải tạo, giá đất đai, chi phí xây dựng. 4. ** dữ liệu văn hóa: kiến trúc lịch sử, di sản văn hóa. 5. ** dữ liệu môi trường ** : diện tích xanh, chất lượng không khí, sự phân phối nước. - ** xử lý dữ liệu ** : 1. sử dụng công cụ GIS (chẳng hạn như ArcGIS, QGIS) để xử lý dữ liệu địa lý. 2. phát triển và thu thập dữ liệu về dân số, kinh tế, văn hóa và môi trường. -- -- -- # # # 3 * *. Không gian xây dựng mô hình tối ưu hóa * * * * * * : định nghĩa các 'biến số' -- 1. \ (x_i \) : đầu tiên \ \ (" I) mục đích của mẩu đất (như nhà ở, kinh doanh, nhúm màu xanh lá cây, cơ sở hạ tầng công cộng). Chương trình tái định cư cho chín cư dân. Tình trạng bảo tồn của tòa nhà lịch sử. - ** chức năng mục tiêu ** : 1. hiệu quả sử dụng đất: 2. tối đa chất lượng cuộc sống của cư dân: 3. tối đa hóa bảo tồn di sản lịch sử và văn hóa. 4. tối đa hóa sự bền vững môi trường: -- ràng buộc điều kiện * * * * : 1. Diện tích đất đai hạn chế: \ [\ sum_ ^ 'n a_i x_i \ leq A \] -- một trong số \ (a_i \) đầu tiên là \ \ (" I) mẩu đất diện tích của, \ (A \) là ZongMianJi. 2. ngân sách hạn chế: \ [\ sum_ ^ 'n b_i x_i + \ sum_ ^ m d_j y_j \ leq B \] -- một trong số \ (b_i \) đầu tiên là \ \ (" I) chi phí đô phát triển của đất đai, \ (d_j \) đầu tiên là \ (j \) chi phí của một giải pháp đặt, Tổng ngân sách. 3. cư dân resettlement hạn chế. 4. bảo tồn các hạn chế của kiến trúc lịch sử. 5. môi trường hạn chế: I [sum_ teri g_l x_l \geq G\]- trong đó, (g_l \) là khu vực xanh của mảnh đất \(l \), \(G\) là khu vực xanh tối đa yêu cầu. -- -- -- # # # 4 * *. Không gian lựa chọn tối ưu hóa các thuật toán * * * * thuật toán di truyền -- (GA) * * : bộ để giải quyết rắc rối của mục tiêu tối ưu hóa nhiều câu hỏi hơn. - ** optimization of particle swarm (PSO) ** : phù hợp với vấn đề tối ưu hóa không gian liên tục. - ** simulated annealing (SA) ** : phù hợp với vấn đề tối ưu hóa toàn cầu. - ** lập trình tuyến tính (LP) ** : phù hợp với các vấn đề ràng buộc tuyến tính trực quan. - Python (SciPy, DEAP), MATLAB, trò chơi. - ** bước ** : 1. kích hoạt các biến và tham số. 2. chạy các thuật toán tối ưu để giải các hàm mục tiêu. 3. nhập giải pháp tối ưu (chẳng hạn như các giải pháp sử dụng đất, giải pháp tái định cư). -- -- -- # # # 6 * *. Mô hình kiểm tra * * - xác nhận dữ liệu lịch sử * * * * : mô hình sẽ so sánh dữ liệu kết quả với lịch sử, thay đổi nội dung của mô hình kiểm tra. - ** phân tích độ nhạy cảm ** : phân tích độ nhạy của mô hình với các biến số quan trọng. - ** chuyên gia đánh giá ** : các chuyên gia quy hoạch đô thị được mời đánh giá tính hợp lý của kết quả mô hình. ---### **7. Sử dụng các công cụ GIS để phân tích thành các bản đồ sử dụng đất đai. 2. sử dụng biểu đồ để hiển thị các chương trình tái định cư và bảo tồn các tòa nhà lịch sử. - ** biên soạn báo cáo ** : biên soạn báo cáo kỹ thuật bao gồm các giả thuyết mô hình, phương pháp, kết quả và các đề nghị chính sách. Phân tích chính sách và ứng dụng khu vực **- ** demo chính sách ** : mô phỏng ảnh hưởng của chính sách tương tự (chẳng hạn như tăng ngân sách, điều chỉnh tỷ lệ khối lượng) lên kết quả kế hoạch. - ** kết quả phát biểu ** : giải thích ý nghĩa kinh tế và xã hội của kết quả mô hình- ** đề nghị chính sách ** : đưa ra một đề nghị chính sách rõ ràng dựa trên kết quả của mô hình. -- -- -- # # # * * ví dụ: 50 triệu dân số LaoCheng. 1 kế hoạch nâng cấp * * * * * * dữ liệu: - diện tích đất đai: 50 km vuông. - dân số: nửa triệu người. - ngân sách: 10 tỉ đô. - tòa nhà lịch sử: 30 địa điểm. - khu vực xanh tối đa được đề nghị: 20%. 2. ** mục tiêu chức năng ** : - tối đa hóa hiệu quả sử dụng đất, chất lượng cuộc sống của cư dân, bảo tồn di sản lịch sử và văn hóa và bền vững môi trường. 3. ** điều kiện ràng buộc ** : - diện tích đất, ngân sách, trưng dụng cư dân, bảo vệ kiến trúc lịch sử và môi trường hạn chế. 4. ** kết quả ** : - kế hoạch sử dụng đất: 60% nhà ở, 15% thương mại, 20% xanh, 5% tiện nghi công cộng. - kế hoạch tái định cư: 450.000 khu dân cư mới được xây dựng, 50,000 người được trả bằng tiền. - kế hoạch bảo tồn tòa nhà lịch sử: tất cả tồn tại và phục hồi. - bền vững môi trường: khu vực xanh lên đến 20%, các biện pháp tiết kiệm năng lượng và giảm lượng khí thải được thực hiện đầy đủ. ---## * công cụ và phần mềm **- **GIS công cụ ** : ArcGIS, QGIS- ** thuật toán tối ưu ** : Python (SciPy, DEAP), MATLAB- ** visualization ** : Matplotlib, Tableau, và Power BI-- thông qua các bước trên, bạn có thể sử dụng các thuật toán tối ưu hóa không gian để thiết kế một ví dụ hiệu quả của việc cải tạo một thị trấn cũ với nửa triệu người, đồng thời đạt được sự cân bằng giữa các mục tiêu kinh tế, xã hội, văn hóa và môi trường