Ứng dụng mô hình tối ưu hóa đa mục tiêu trong quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp

Bài viết "Ứng dụng mô hình tối ưu hóa đa mục tiêu trong quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp" tổng quan khả năng ứng dụng mô hình tối ưu hóa đa mục tiêu trong quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp làm cơ sở khoa học cho người ra quyết định lựa chọn các phương án tối ưu, góp phần chuyển đổi cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp hiệu quả hướng đến phát triển nền kinh tế nông nghiệp bền vững. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng mô hình tối ưu hóa đa mục tiêu trong quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp HỆ THỐNG THÔNG TIN, VIỄN THÁM VÀ TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TỐI ƯU H A ĐA MỤC TIÊU TRONG QU HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP Ngô Thị Hiệp Trƣờng Đại học Tài nguyên và Môi trƣờng Thành phố Hồ Chí Minh Email: nthiep@hcmunre.edu.vn TÓM TẮT Ở Việt Nam hiện nay, các nghiên cứu về tối ƣu hóa đa mục tiêu trong quy hoạch sử dụng đất nói chung và quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp nói riêng đã đƣợc thực hiện song các nghiên cứu chỉ mới diễn ra trong phạm vi hẹp, tính ứng dụng chƣa cao. Trong khi đó, vấn đề phát triển nông nghiệp bền vững chƣa khi nào cấp thiết nhƣ hiện nay. Để phát triển bền vững, đòi hỏi phải đáp ứng đƣợc nhiều mục tiêu khác nhau. Bằng cách nào để giúp các nhà hoạch định chính sách ra quyết định vừa phát triển kinh tế, vừa đảm bảo an sinh xã hội nhƣng vẫn bảo vệ đƣợc tài nguyên môi trƣờng. Nghiên cứu này tổng quan khả năng ứng dụng mô hình tối ƣu hóa đa mục tiêu trong quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp làm cơ sở khoa học cho ngƣời ra quyết định lựa chọn các phƣơng án tối ƣu, góp phần chuyển đổi cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp hiệu quả hƣớng đến phát triển nền kinh tế nông nghiệp bền vững. Từ khóa: Hỗ trợ r quyết địn , quy oạ sử dụng đất nông ng ệp, tố ưu ó đ mụ t êu. 1. MỞ ĐẦU Nông nghiệp là ngành sản xuất vật chất cơ bản giữ vai trò to lớn trong việc phát triển kinh tế ở hầu hết tất cả các nƣớc, nhất là ở các nƣớc đang phát triển nhƣ Việt Nam với đại bộ phân dân cƣ sống bằng nghề nông, vì vậy việc quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp hƣớng đến phát triển bền vững là vấn đề hết sức quan trọng trong chiến lƣợc phát triển kinh tế - xã hội của đất nƣớc. Phát triển nông nghiệp bền vững là đề tài chƣa bao giờ giảm tính chất thời sự, là vấn đề thách thức của cả các nhà nghiên cứu khoa học cũng nhƣ các nhà quản lí, đặc biệt là trong thời kỳ cách mạng công nghiệp 4.0. Trong thời kỳ này, tính bền vững của sản xuất nông nghiệp bị tác động bởi nhiều yếu tố (biến đổi khí hậu, nƣớc biển dâng, xâm nhập mặn, thoái hóa tài nguyên đất, biến động thị trƣờng nông sản…). Chính vì vậy, việc sử dụng đất nông nghiệp của con ngƣời càng trở nên đa dạng và phức tạp hơn. Do đó, vấn đề lựa chọn các kiểu sử dụng đất đai phù hợp với điều kiện thực tế của địa phƣơng, khai thác hợp lý và hiệu quả nguồn tài nguyên đất đai hƣớng tới phát triển nền nông nghiệp bền vững là rất cần thiết (Phạm Thanh Vũ và cs, 2014). Hiện nay, việc ứng dụng mô hình toán học và giải mô hình toán học với sự trợ giúp của máy tính cũng nhƣ các phần mềm có sẵn hay tự thiết kế đang là một trong những phƣơng pháp có nhiều ƣu việt đƣợc triển khai trong hầu hết các lĩnh vực, trong số đó có các ngành kinh tế, kĩ thuật và quy hoạch sử dụng đất (Lê Thị Giang, Đoàn Thanh Thủy, 2011). Trong quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp, việc đảm bảo cân bằng các mục tiêu kinh tế, xã hội và môi trƣờng là hết sức cần thiết để hƣớng đến phát triển bền vững và tối ƣu hóa sử dụng đất nông nghiệp là một công cụ định lƣợng quan trọng của quá trình ra quyết định trong quy hoạch. 245 | KỶ YẾU HỘI THẢO KHOA HỌC 2. M H NH T I ƢU ĐA M C TIÊU 2.1. Khái quát về tối ƣu hóa đa mục tiêu Tối ƣu hóa là một trong những lĩnh vực kinh điển của toán học có ảnh hƣởng đến hầu hết các lĩnh vực, trong đó có sản xuất nông nghiệp. Trong thực tế, việc tìm ra giải pháp tối ƣu cho một vấn đề nào đó chiếm một vai trò hết sức quan trọng. Phƣơng án tối ƣu là những phƣơng án tốt nhất, tiết kiệm chi phí, tài nguyên, sức lực mà lại cho hiệu quả cao. Đối với quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp, nhà lập quy hoạch phải giải quyết nhiều vấn đề khác nhau với các quan điểm và mục tiêu khác nhau về kinh tế, xã hội, môi trƣờng… Từ thực tế đó, chúng ta thƣờng phải xem xét để tối ƣu hóa đồng thời một lúc nhiều mục tiêu. Các mục tiêu này thƣờng là khác nhau về thứ nguyên, tức là chúng đƣợc đo bởi các đơn vị khác nhau. Những tình huống nhƣ vậy tạo ra các bài toán đa mục tiêu. Nhƣ vậy, chúng ta cần phải tối ƣu hóa (cực đại hóa hoặc cực tiểu hóa tuỳ theo tình huống thực tế) không phải là chỉ một mục tiêu nào đó, mà là đồng thời tất cả các mục tiêu đã đặt ra. Trong công tác quản lý nhà nƣớc về đất đai, quy hoạch sử dụng đất đai phải đáp ứng các nhu cầu về quản lý, khai thác và sử dụng đất đai của toàn xã hội theo các mục tiêu: kinh tế, kỹ thuật, xã hội, môi trƣờng và tài nguyên... Tuy nhiên, các mục tiêu này thƣờng đối chọi cạnh tranh với nhau. Việc làm tốt hơn mục tiêu này thƣờng dẫn tới việc làm xấu đi một số mục tiêu khác. Vì vậy, việc giải các bài toán tối ƣu đa mục tiêu, tức là tìm ra một phƣơng án khả thi tốt nhất để cân bằng các mục tiêu đó, đây cũng là lời giải rất cần thiết để đảm bảo cho một nền nông nghiệp phát triển bền vững và thực chất đó là một bài toán ra quyết định. Để thiết lập một mô hình tối ƣu phải xác định rõ các yêu cầu, các mục tiêu cụ thể cần đạt tới, các điều kiện hạn chế (ràng buộc) của bài toán, các biến quyết định cần xem xét cũng nhƣ phải bỏ ra nhiều công sức để thu thập đƣợc các dữ liệu thực tế đa dạng và có độ tin cậy cao. Sau đó, cần lựa chọn một phƣơng pháp tối ƣu toán học phù hợp làm công cụ để giải quyết mô hình. Nguyên tắc chung của bài toán tối ƣu gồm các nội dung: - Xác định hàm mục tiêu. - Xác định các biến thiết kế. - Xác định các ràng buộc. - Phân tích các đặc điểm của bài toán tối ƣu. 2.2. Một số thuật toán giải ài toán tối ƣu đa mục tiêu và ra quyết định nhóm có hả năng ứng ụng trong quy hoạch sử ụng đất nông nghiệp Các phƣơng pháp tối ƣu toán ...