乡村公共设施优化布局的地理计算

如何科学合理布局乡村公共服务设施，提高乡村公共服务设施的服务水平是实现乡村振兴战略的重要任务之一。本书针对中国地处山地环境的乡村地区具有财政支出水平有限、交通通达性低和居住分散的特点，采用计算地理学之设施区位设计方法，试图解决乡村公共服务设施的优化布局问题。该方法不仅注重设施位置的选择更强调交通道路网络的优化布局和设计。同时将传统的设施区位设计模型做了改进，把原来的单目标划分为多目标，并引入多目标优化理论来解决设施区位设计问题。此外，经典设施区位设计模型没有考虑道路的升级情况，本书构建了包含3种道路情景（只利用已有道路网络、假设已有道路网络可升级以及假设道路网络可升级且可修建）的多目标设施区位设计模型。与城市公共服务设施区位布局不同，针对乡村公共服务设施的区位优化布局，在模型构建过程中必须考虑道路的可通行性、道路崎岖度以及乡村地区有限的财政支出水平。基于此，分别对基于重心模型、覆盖模型以及邻避模型的设施区位设计问题进行多目标模型构建，并使用鲁棒优化方法来解决考虑不确定性的设施区位设计问题。

序
前言
第1章 绪论 1
1.1 问题的提出 1
1.2 公共设施区位问题的研究 2
1.2.1 设施区位理论 2
1.2.2 设施区位设计问题 6
1.2.3 考虑不确定性的设施区位问题 8
1.2.4 GIS技术在设施选址中的应用 8
1.2.5 乡村公共服务设施选址问题 9
1.2.6 选址问题常用算法 10
1.3 研究意义和研究内容 16
第2章 关键理论与技术 18
2.1 设施区位设计问题概述 18
2.1.1 无容量的设施区位设计问题 18
2.1.2 优选覆盖设施区位设计问题 21
2.2 多目标优化理论 23
2.2.1 多目标优化概述 23
2.2.2 多目标优化问题的求解方法 25
2.3 考虑不确定性的设施区位问题 28
2.3.1 随机优化 29
2.3.2 鲁棒优化 30
第3章 基于重心模型的乡村公共设施区位设计问题 33
3.1 问题背景 33
3.2 模型构建 34
3.3 算法设计 38
3.3.1 改进的多目标模拟退火算法整体流程 39
3.3.2 快速非支配排序 40
3.3.3 解的编码 41
3.3.4 初始解的生成 41
3.3.5 重组操作 41
3.3.6 邻域解的生成 42
3.3.7 接受准则 42
3.4 计算实验 43
3.4.1 多目标优化算法评价指标 43
3.4.2 算例分析 43
3.5 实例应用 45
3.5.1 数据来源和参数设定 45
3.5.2 计算结果与比较分析 48
3.6 本章小结 55
第4章 基于覆盖模型的乡村公共设施区位设计问题 56
4.1 问题背景 56
4.2 模型构建 57
4.3 算法求解 62
4.4 实例应用 63
4.4.1 数据来源和参数设定 63
4.4.2 计算结果与比较分析 66
4.5 本章小结 78
第5章 乡村邻避型公共设施区位设计问题 79
5.1 问题背景 79
5.2 模型构建 80
5.3 算法求解 84
5.4 实例应用 85
5.4.1 数据来源和参数设定 85
5.4.2 计算结果与比较分析 87
5.5 本章小结 98
第6章 考虑不确定性的乡村公共设施区位设计问题 99
6.1 问题背景 99
6.2 随机p-鲁棒优化 99
6.3 模型构建 100
6.3.1 多目标化单目标 100
6.3.2 鲁棒优化模型构建 101
6.4 算法求解 107
6.5 实例应用 107
6.5.1 数据来源和参数设定 107
6.5.2 计算结果与比较分析 108
6.6 本章小结 113
第7章 乡村公共设施布局的GIS系统设计与开发 114
7.1 需求分析 114
7.1.1 功能性需求 114
7.1.2 非功能性需求 116
7.2 系统设计 117
7.2.1 系统架构 117
7.2.2 系统功能模块设计 118
7.2.3 系统数据库设计 119
7.3 系统功能实现 120
7.4 本章小结 124
第8章 结论与建议 125
8.1 基本结论 125
8.2 建议 126
参考文献 128
附录 设施区位设计模型Matlab核心计算代码 138