Ứng dụng mô hình hồi quy trong mô hình hóa sử dụng đất đai xây dựng bài toán cho một địa phương
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.15 MB, 18 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG TP. HỒ CHÍ MINH KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
TI!U L#N MƠN MƠ HÌNH HĨA TRONG QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT ĐAI
ỨNG DỤNG MƠ HÌNH HỒI QUY TRONG MƠ HÌNH HĨA SỬ DỤNG ĐẤT ĐAI. XÂY DỰNG BÀI TOÁN CHO MỘT ĐỊA
PHƯƠNG CỤ TH!.
GVHD: ThS. Lê Minh Chiến SVTH: Nguyễn Thị Thanh Nhi Mssv: 0750040076
Lớp: 07_ĐHQH1 Niên khóa: 2020 – 2021
Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 10 năm 2021
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG TP. HỒ CHÍ MINH KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
TI!U L#N MƠN MƠ HÌNH HĨA TRONG QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT ĐAI
ỨNG DỤNG MƠ HÌNH HỒI QUY TRONG MƠ HÌNH HĨA SỬ DỤNG ĐẤT ĐAI. XÂY DỰNG BÀI TOÁN CHO MỘT ĐỊA
PHƯƠNG CỤ TH!.
GVHD: ThS. Lê Minh Chiến SVTH: Nguyễn Thị Thanh Nhi Mssv: 0750040076
Lớp: 07_ĐHQH1 Niên khóa: 2020 – 2021
Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 10 năm 2021
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">NHÂ#N XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Giáo viên ghi nhận xét của mình, bằng tay, vào phần này)
[ ] Được bảo vệ có chỉnh sửa bổ sung; [ ] Không được bảo vệ.
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ghi rõ họ, tên)
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Đăc trưng cơ bản của mơ hình Hình 2: Ba phần cơ bản của mơ hình Hình 3: Sơ đồ vận hành của mơ hình Hình 4: Các dạng quan hệ của mơ hình hồi quy
DANH MỤC BẢN BI!U
Bảng1: Diện tích đất ở và dân số tỉnh Bình Bương từ năm 2013 – 2020 Bảng 2: Mối quan hệ giữa diện tích đất và dân số của tỉnh bình dương
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">2.3. Mơ hình hồi quy đơn – đa biến...5
2.3.1. Hồi quy tuyến tính... 5
2.3.1.1. Hồi quy đơn... 5
2.3.1.2. Hồi quy bội (đa biến - mô hình nhân tố)...6
2.3.2.Hồi quy phi tuyến tính:... 7
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1. Lý lo chọn đề tài
Đất đai là sản phẩm của tự nhiên, là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá mà thiên nhiên đã ban tặng cho con người. Đất đai là tư liệu sản xuất đặc biệt , là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bố dân cư xây dựng các cơng trình kinh tế xã hội, an ninh, quốc phòng. Mỗi chúng ta từ lúc sinh ra đến khi nhắm mắt xuôi tay đều luôn gắn liền với đất và sống nhờ vào đất. Thật ra, còn hơn thế nữa, đất hay thổ nhưỡng là nguồn tài nguyên quan trọng bậc nhất trong việc duy trì sự sống cho cả hành tinh chúng ta. Vì vậy đất đai cần phải được sử dụng một cách hợp lý, tiết kiệm, đầy đủ, sử dụng triệt để mang lại hiệu quả cao.
Và với sự bùng nổ về dân số hiện nay cùng với sự phát triển mọi mặt của xã hội, dẫn đến quỹ đất ngày càng bị thu hẹp.Vì vậy để đảm bảo đáp ứng đủ nhu cầu lương thực cho người dân nước ta, đồng thời vẫn bảo vệ được quỹ đất đang dần khan hiếm, nhà nước cần phải có các biện pháp hoạch định, định hướng, chiến lược nhằm khai thác và sử dụng đất đai hợp lý, hiệu quả, bền vững. Mơ hình hồi quy là một trong số các mơ hình đưa ra số liệu dự báo đúng nhất. Áp dụng mơ hình hồi quy đóng vai trị quan trọng giúp ta ước lượng, dự đoán số lượng và mật độ dân số và sản lượng lương thực một cách tương đối chính xác nhất nhằm đưa ra những giải pháp và phương án, kế hoạch tốt nhất cho hiện tại và tương lai.
Đất đai là nguồn tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là nguồn nội lực, nguồn vốn to lớn của đất nước là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng cơ sở kinh tế, văn hóa, an ninh và quốc phịng. Đất đai có ý nghĩa kinh tế, chính trị xã hội, sâu sắc trong sự nghiệp xây dựng và bảo vệ tổ quốc. Điều khác biệt khiến đất đai khơng giống bất kì một tư liệu sản xuất nào, nó vừa là đối tượng lao động vừa là tư liệu lao động. Đất đai là nền tảng, là nơi tàng trữ và cung cấp nguồn nước, ngun vật liệu, khống sản, là khơng gian của sự sống, bảo tồn sự sống, do vậy đất đai đóng vai trị rất quan trọng trong mọi ngành sản xuất. Cùng với sự bùng nổ về dân số, sự phát triển mọi mặt của xã hội làm cho nhu cầu sử dụng đất đai ngày càng tăng lên mà đất đai lại bị giới hạn về diện tích, có vị trí cố định. Vì vậy để đảm bảo được sự phát triển của xã hội chúng ta cần phải có các biện pháp hoạch định, định hướng, chiến lược nhằm khai thác và sử dụng đất đai hợp lý, hiệu quả, bền vững.
2. Mục đích
- Tìm hiểu về mơ hình hồi quy;
- Ứng dụng mơ hình hồi quy trong mơ hình hóa sử dụng đất;
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">- Xây dựng bài toán mối liên hệ diện tích đất ở và dân số từ năm 2013 đến 2020 tại tỉnh Bình Dương để đưa ra kế hoạch sử dụng đất phù hợp.
PHẦN II NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.Những vấn đề cơ bản
1.1.Khái niệm Mơ hình và mơ hình hóa
- Mơ hình là một cấu trúc mơ tả hình ảnh đã được tối giản hóa theo đặc điểm hoặc diễn biến của một đối tượng, một hiện tượng, một khái niệm hoặc một hệ thống.
- Mơ hình có thể là một hình ảnh hoặc một vật thể được thu nhỏ hoặc phóng đại, hoặc chỉ làm gọn bằng một phương trình tốn học, một cơng thức vật lý, một phần mềm tin học để mô tả một hiện trạng thực tế mang tính điển hình.
- Mơ phỏng là việc nghiên cứu trạng thái của mơ hình để qua đó hiểu được hệ thống thực; mơ phỏng là tiến hành thử nghiệm trên mơ hình.
- Mơ phỏng là quá trình tiến hành nghiên cứu trên vật thật nhân tạo, tái tạo hiện tượng mà người nghiên cứu cần để quan sát và làm thực nghiệm, từ đó rút ra kết luận tương tự vật thật.
- Mơ hình hố là một khoa học về cách mơ phỏng, giản lược các thông số thực tế nhưng vẫn diễn tả được tính chất của từng thành phần trong mơ hình.
- Mơ hình hóa trong sử dụng đất đai là ngành khoa học mô phỏng, dự báo hiện tượng chuyển đổi mục đích sử dụng đất khơng gian và thời gian.
1.2.Vai trị thành lập mơ hình - Tạo cơ sở lý luận
+ Mơ hình giúp ta dễ diễn tả hình ảnh sự kiện hoặc hệ thống; + Mơ hình mang tính đại diện các đặc điểm cơ bản nhất của sự thể; + Mơ hình tạo cơ sở đánh giá tính biến động một cách logic khi có tác động bên ngồi vào hoặc từ trong ra.
- Tiết kiệm chi phí và nhân lực + Mơ hình giúp ta thêm số liệu cần thiết; + Mơ hình giúp giảm chi phí lấy mẫu;
+ Mơ hình có thể được thử nghiệm với các thay đổi theo ý muốn.
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">- Mơ hình tạo mẫu cho việc sản xuất hàng loạt
Việc áp dụng mô hình tốn học giúp giải quyết các khó khăn trong thực tế như:
+ Sự kiện xảy ra quá nhanh + Sự kiện xảy ra quá chậm
+ Các thực nghiệm đắt tiền khi làm ở phịng thí nghiệm + Các thực nghiệm rất nguy hiểm
1.3. Đặc trưng cơ bản của mơ hình
Hình 1: Đặc trưng cơ bản của mơ hình
+ Thơng tin vào: bao gồm các dạng cơ sở dữ liệu đưa vào để mơ hình xử lý. + Tiến trình xử lý thơng tin: bao gồm q trình tiếp nhận dữ liệu vào, tính tốn, phân tích, đánh giá và xuất dữ liệu.
+ Thơng tin ra: thể hiện ở dạng đồ thị, biểu bảng, báo cáo đánh giá kết quả. Một mơ hình cần thể hiện các đặc trưng sau:
• Mơ hình cần được tối giản với một số giả định đặt ra; • Điều kiện biên hoặc điều kiện ban đầu cần định danh; • Mức độ khả năng ứng dụng của mơ hình có thể xác lập được. Ba phần cơ bản của mơ hình:
Hình 2: Ba phần cơ bản của mơ hình
• Ứng dụng mơ hình (Application of a model): Mục tiêu của việc sử dụng mơ hình là chỉ ra việc ứng dụng của nó. Xác định phạm vi ứng dụng nói lên tầm quan trọng của mơ hình trong thực tiễn.
Tiến trình xử lý
Thơng tin vào
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">• Thuật tốn mơ hình (Algorithm of a model): Thuật tốn mơ hình cho ta biết cách tiếp cận kỹ thuật tính tốn hay phương pháp tính, liên quan đến các phương trình, các thơng số mà chúng ta muốn đưa vào chương trình máy tính.
• Kiến trúc mơ hình (Architecture of a model): Kiến trúc hay cấu trúc mô hình xác định kiểu hình nào mà mơ hình sẽ sử dụng, loại máy tính nào, chương trình nào sẽ được sử dụng các thông tin để xử lý.
+ Theo cấu trúc mơ hình
• Mơ hình “hộp trắng” (white box): là mơ hình mà người sử dụng có thể thấy – hiểu tất cả các tiến trình tính tốn xảy ra, q trình trữ dữ liệu, thơng tin phản hồi/phản tiến.
• Mơ hình “hộp đen” (black box): là mơ hình mà người sử dụng chỉ biết đầu vào (inputs) và đầu ra (outputs) mà hồn tồn khơng biết những gì xảy ra bên trong q trình chuyển hố trong mơ hình.
• Mơ hình “hộp xám” (grey box): là mơ hình mà người sử dụng hiểu được
Hồi quy là đi ngược lại về quá khứ (regression) để nghiên cứu những dữ liệu (data) đã diễn ra theo thời gian (dữ liệu chuỗi thời gian - time series) hoặc diễn ra tại cùng một thời điểm (dữ liệu thời điểm hoặc dữ liệu chéo - cross section) nhằm tìm đến một quy luật về mối quan hệ giữa chúng<small>.</small>
Định nghĩa theo ngôn ngữ tốn học
Phân tích hồi quy là sự nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của một hay nhiều biến số (biến giải thích hay biến độc lập - independent variable), đến một biến số (biến kết quả hay biến phụ thuộc - dependent variable), nhằm dự báo biến kết quả dựa vào các giá trị được biết trước của các biến giải thích.
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">2.2. Hồi quy theo thời gian 2.2.1. Xu thế
Khái niệm: Xu thế Xt là một bộ phận xác định của chuỗi thời gian thể hiện khuynh hướng phát triển dài hạn của chuỗi thời gian đó.
Yt = f(Xt , Wt , Ct , Ut ) 2.2.2. Cách phát hiện hàm xu thế
- Phương pháp biểu diễn trên hệ trục tọa độ - Phương pháp phân tích số liệu thống kê
- Phương pháp xây dựng hàm: sau đó sử dụng tiêu chuẩn cực tiểu sai số bình phương trung bình để lựa chọn
Z= => Min
Phương pháp bình phương nhỏ nhất được sử dụng để ước lượng các tham số trong mơ hình hồi quy
Tổng qt, xu thế có dạng đa thức: ŷt = +
Việc ước lượng các tham số ai (i = 1, 2, …, p) theo nguyên tắc và quy về giải hệ phương trình chuẩn.
2.3. Mơ hình hồi quy đơn – đa biến 2.3.1. Hồi quy tuyến tính 2.3.1.1. Hồi quy đơn
Phương trình hồi quy đơn biến (đường thẳng) có dạng tổng quát: Y = a + bX
Trong đó:
Y: biến số phụ thuộc (dependent variable);
</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">X: biến số độc lập (independent variable); ra a: tung độ gốc hay nút chặn (intercept); | r |: 0,4 – 0,69 => Tương quan trung bình | r |:0,7 – 0,89 => Tương quan cao | r | : 0,9 – 1 => Tương quan rất cao 2.3.1.2. Hồi quy bội (đa biến - mơ hình nhân tố) Phương trình hồi quy đa biến dưới dạng tuyến tính:
Y = 1 + 2X2 + 3X3 + … + kXk + e Trong đó:
Y: biến số phụ thuộc (kết quả phân tích); 1 : tung độ gốc;
2..k : các độ dốc của phương trình theo các biến (hệ số hồi quy riêng) X1... Xk :các biến số (các nhân tố ảnh hưởng);
e: các sai số.
- Cách xác định các hệ số :ᵢ
</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">2.3.2.Hồi quy phi tuyến tính:
Phân tích dự đốn tức là dự báo các cơ hội và rủi ro trong tương lai là ứng dụng nổi bật nhất của phân tích hồi quy. Ví dụ, phân tích nhu sử dụng đất của người dân. Tuy nhiên, nhu cầu không phải là biến số phụ thuộc duy nhất khi nói đến hoạt động quy hoạch sử dụng đất.
+Tăng hiệu quả hoạt động:
Mơ hình hồi quy cũng có thể được sử dụng để tối ưu hóa các quy trình ra quyết định lựa chọn các phương án quy hoạch sử dụng đất.
+Quyết định hỗ trợ:
Dựa vào phân tích dữ liệu để đưa ra các quyết định sáng suốt có ý nghĩa thống kê, do đó loại bỏ trực giác và cảm giác. Phân tích có thể mang lại một góc nhìn khoa học cho việc quản lý sử dụng đất và làm quy hoạch. Bằng cách giảm lượng dữ liệu thô khổng lỗ thành thơng tin có thể hành động, phân tích hồi dẫn đến quy các quyết định thông minh hơn và chính xác và hiệu quả hơn trong cơng tác quy hoạch sử dụng đất. Điều này khơng có nghĩa là phân tích hồi quy là dấu chấm hế cho tư duy sáng tạo của các nhà quản lý, các nhà quy hoạch. Kỹ thuật này hoạt động như một cơng cụ hồn hảo để kiểm tra một giả thuyết trước khi đi sâu vào thực thi.
+Sửa lỗi:
Hồi quy không chỉ tuyệt vời để hỗ trợ thực nghiệm cho các quyết định quản lý mà còn để xác định các sai sót trong phán đốn. Phân tích hồi quy có thể cung cấp hỗ trợ định lượng cho các quyết định và ngăn ngừa những sai lầm do trực giác của người quản lý.
+Thông tin chi tiết mới:
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">Theo thời gian, có thể thu thập một lượng lớn dữ liệu không được tổ chức có tiềm năng mang lại những thơng tin chi tiết có giá trị. Tuy nhiên, dữ liệu này là vơ ích nếu khơng có phân tích thích hợp. Các kỹ thuật phân tích hồi quy có thể tìm ra mối quan hệ giữa các biến khác nhau bằng cách phát hiện ra các mẫu mà trước đây chưa được chú ý.
CHƯƠNG II THỰC HÀNH 1.Địa phương điều tra
1.1 Vị trí địa lý
Tỉnh Bình Dương thuộc miền Đông Nam Bộ, nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, với diện tích 2694,4 km , xếp thứ 4 trong vùn<small>2</small> g Đơng Nam Bộ. Có tọa độ địa lý là 10 51'46"B – 11 30'B, 106 20' Đ – 106<small>oooo</small>58'Đ.
Phía Bắc giáp tỉnh Bình Phước
Phía Nam giáp Thành phố Hồ Chí Minh
Phía Đơng giáp tỉnh Đồng Nai
Phía Tây giáp tỉnh Tây Ninh và Thành phố Hồ Chí Minh.
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">1.2 Điều kiện tự nhiên 1.2.1 Địa hình
Bình Dương là một tỉnh nằm ở vị trí chuyển tiếp giữa sườn phía nam của dãy Trường Sơn, nối nam Trường Sơn với các tỉnh đồng bằng sơng Cửu Long, là tỉnh bình ngun có địa hình lượn sóng từ cao xuống thấp dần từ 10m đến 15m so với mặt biển. Địa hình tương đối bằng phẳng, thấp dần từ bắc xuống nam. Nhìn tổng qt, Bình Dương có nhiều vùng địa hình khác nhau như:
+ Vùng thung lũng bãi bồi: phân bố dọc theo các sơng Đồng Nai sơng Sài,
Gịn và sơng Bé. Đây là vùng đất thấp, phù sa mới, khá phì nhiêu, bằng phẳng, cao trung bình 6 – 10m.
+ Vùng địa hình bằng phẳng: nằm kế tiếp sau các vùng thung lũng bãi bồi, địa hình tương đối bằng phẳng, có độ dốc 3 – 120, cao trung bình từ 10 – 30m.
+ Vùng địa hình đồi thấp có lượn sóng yếu: nằm trên các nền phù sa cổ, chủ yếu là các đồi thấp với đỉnh bằng phẳng, liên tiếp nhau, có độ dốc 5 – 120, độ cao phổ biến từ 30 – 60m.
2.Đánh giá tình hình dân số và diện tích tỉnh Bình dương
Bảng1: Diện tích đất ở và dân số tỉnh Bình Bương từ năm 2013 – 2020
- Xử lí số liệu: r = == 0,8
r >0 => x,y có mối tương quan cùng chiều.
|r| =0,8 =0,8 => Diện tích đất và dân số của tỉnh Bình Dương năm 2013 – 2020 có mối quan hệ tương quan trung bình
</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">Giải bài toán:
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">PHẦN 3: KẾT LUẬN
Xã hội phát triển, dân số tăng nhanh kéo theo những đòi hỏi ngày càng tăng về lương thực thực phẩm, chỗ ở cũng như các nhu cầu về văn hóa, xã hội. Con người đã tìm mọi cách để khai thác đất đai nhằm thỏa mãn những nhu cầu ngày càng tăng đó. Như vậy đất đai, đặc biệt là đất sử dụng cho cơng nghiệp và đất đơ thị có hạn chế về diện tích cùng với nguy cơ bị suy thoái dưới tác động của thiên nhiên và sự thiếu ý thức của con người trong quá trình sản xuất và sử dụng. Là đất nước có ngành nơng nghiệp chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế thì việc sử dụng đất nơng nghiệp sao cho có hiệu quả là một trong những vấn đề được quan tâm hơn cả. Cùng với việc khai hoang mở rộng diện tích đó là sự ngày càng trở nên khan hiếm do tốc độ của việc đơ thị hóa, cơng nghiệp hóa hiện đại. Đất đai trồng trọt ngày càng giảm trong khi dân số ngày càng gia tăng, đây chính là nguyên nhân gây ra sức ép cho việc đáp ứng nhu cầu lương thực, thực phẩm cho người dân trong nước cũng như xuất khẩu để mang đến nguồn kinh tế cho đất nước.
Ứng dụng các mơ hình tính toán vào sẽ giúp ta đưa ra số liệu dự tính chính xác hơn. Mơ hình hồi quy giúp ta dự đoán số liệu một cách dễ dàng hơn nhưng vẫn mang lại kết quả chính xác. Dự đốn được phần nào kết quả sẽ mang lại những kế hoạch quy hoạch, dự kiến sản lượng sản xuất tốt nhất cho người dân nước ta.
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Bài giảng”Mơ hình hóa trong quy hoạch sử dụng đất đai”, Giảng viên ThS. Lê Minh Chiến.
- Số liệu diện tích và dân số tỉnh Bình Dương, tổng Cục thống kê - Điều kiện tự nhiên, Cổng thông tin điện tử Bộ kế hoạch và đầu tư. - Giới thiệu khái quát tỉnh Bình Bương.
</div>
