Nguyễn Hồng Thảo * Nguyễn Hiếu Trung

* Tác giả liên hệ (nhthao@ctec.edu.vn)

Abstract

Nowadays, the Multiple Criteria Decision Making using Linear Programming (MCDMLP) have been becoming popular in land-use planning. However, these applications of this method still have some difficulty because of the majority solver software are designed for general purpose, thus the land use planers need more programming skills to implement solving models. This study is aimed to build a specific linear programming application named LandOptimizer for agricultural land use optimizing based on social-economic and environmental factors. The application was built with Visual Basic.Net programming language and was based on the open source library LPSolve 5.5.2.5 for MCDM LP solving. This resource was able to help the non-propramming users for land management field especially. For verifying the application, an optimization of agricultural land use of Co Do district, Can Tho city have been launch on both LandOptimizer and the GAMS platform, the solved results using of LandOptimizer and GAMS platform were showed correspondingly.
Keywords: Multiple criteria decision making, linear programming, land use planning, land use optimization, LPSolve, open source

Tóm tắt

Phương pháp hỗ trợ ra quyết định dựa trên phân tích đa tiêu chí bằng quy hoạch tuyến tính (MCDM LP) được ứng dụng rộng rãi và hiệu quả trong quy hoạch sử dụng đất đai hiện nay. Tuy nhiên việc áp dụng phương pháp này trong thực tế thường gặp một số khó khăn do đa số các phần mềm quy hoạch tuyến tính được thiết kế cho các bài toán tổng quát, nhà quy hoạch hay cán bộ kỹ thuật phải có kỹ năng lập trình để thiết lập bài toán cho các lĩnh vực cụ thể. Do đó, nghiên cứu này được thực hiện nhằm xây dựng một ứng dụng mã nguồn mở có tên là LandOptimizer để hỗ trợ tối ưu cho quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp dựa trên các điều kiện về kinh tế, xã hội và môi trường. Ứng dụng được xây dựng bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic.Net và phương pháp MCDM LP dựa trên bộ thư viện phần mềm tối ưu mã nguồn mở LPSolve 5.5.2.5, có khả năng hỗ trợ cho người dùng không chuyên lập trình đặc biệt là chuyên ngành quản lý đất đai. Và để kiểm chứng độ tin cậy của ứng dụng, đề tài đã xây dựng bài toán tối ưu diện tích đất nông nghiệp trong một trường hợp ứng dụng ở huyện Cờ Đỏ, Thành phố Cần Thơ bằng ứng dụng LandOptimizer và bằng phần mềm GAMS, kết quả cho thấy có sự tương đồng giữa phần mềm GAMS và LandOptimizer.
Từ khóa: Phân tích đa tiêu chí, quy hoạch tuyến tính, quy hoạch sử dụng đất, Tối ưu hóa sử dụng đất đai, LPSolve, Mã nguồn mở

Article Details

Tài liệu tham khảo

FAO, 1982. A framework for land evaluation, Soil Resources, Management and Conservation Service (Ed.), 1981. 2. print. ed, FAO soils bulletin. FAO, Rome.

Forrest, J., Lougee-Heimer, R., 2005. CBC User Guide. http://www.coin-or.org/Cbc/cbcuserguide.html. Accessed on 14/10/2016.

GAMS, 2016. GAMS home page, https://www.gams.com/. Accessed on 29/5/2016.

Gearhart, J.L., Adair, K.L., Detry, R.J., Durfee, J.D., Jones, K.A., Martin, N., 2013. Comparison of Open-Source Linear Programming Solvers, Sandia report, Sandia National Laboratories.

GNU, 2016. GLPK (GNU Linear Programming Kit). http://www.gnu.org/software/glpk/. Accessed 14/10/2016.

Gurobi, 2016. Gurobi Optimization - The best mathematical programming solver, http://www.gurobi.com/. Aaccessed 29/5/2016.

Hendriks, M.M.W.B., de Boer, J.H., Smilde, A.K., Doornbos, D.A., 1992. Multicriteria decision making. Chemom. Intell. Lab. Syst. 16, 175–191. doi:10.1016/0169-7439(92)80036-4

Lê Cảnh Định, 2011. Tích hợp GIS và kỹ thuật tối ưu hóa đa mục tiêu mờ để hỗ trợ quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp. Luận án tiến sĩ chuyên ngành Bản đồ. Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

Lê Quang Trí, Võ Thị Gương, Phạm Thanh Vũ, Nguyễn Thị Song Bình, Nguyễn Hữu Kiệt và Võ Văn Chiến. 2008. Đánh giá sự thay đổi đặc tính đất và sử dụng đất của 03 huyện ven biển tỉnh Sóc Trăng. Tạp chí Khoa học trường Đại học Cần Thơ. 2008:9 59-68.

Lê Quang Trí, Nguyễn Phạm Xuân Tài và Phạm Thanh Vũ, 2013. Tối ưu hóa trong việc lựa chọn các mô hình sử dụng đất nông nghiệp bền vững cấp huyện nghiên cứu cụ thể huyện Trà Ôn, tỉnh Vĩnh Long. Tạp chí Khoa học trường Đại học Cần Thơ. 25 (2013): 173-182.

LPSolve, 2016. LPSolve 5.5 reference guide. http://lpsolve.sourceforge.net. Accessed on 14/10/ 2016.

McCarl, B.A., 1998. Agricultural Impact Analysis using GAMS.Texas A&M.

Nguyễn Hải Thanh, 2005. Tin học ứng dụng trong ngành nông nghiệp. NXB Khoa học và Kỹ thuật, 503 trang.

Nguyễn Hiếu Trung, Phạm Thanh Vũ, Lê Quang Trí, Vương Tuấn Huy, Phan Hoàng Vũ, 2015. Quy hoạch chiến lược sử dụng bền vững tài nguyên đất và nước thích ứng với biến đổi khí hậu Đồng bằng sông Cửu Long. Nhà xuất bản Nông nghiệp, 188 trang.

Nguyễn Hồng Thảo, 2007. Tối ưu hoá sử dụng đất sản xuất nông nghiệp tại huyện Cờ Đỏ, TP. Cần Thơ bằng mô hình toán - GAMS (generalized algebraic modeling system) và kỹ thuật GIS (Geographic Information System). Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Khoa học Đất. Trường Đại học Cần Thơ.

Phạm Thanh Vũ, Lê Quang Trí, Văn Phạm Đăng Trí, 2009. Ứng dụng công cụ hỗ trợ quyết định trong công tác quy hoạch và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên đất đai. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 2009:11 71-79.

Phạm Thanh Vũ, Lê Quang Trí, Nguyễn Hiếu Trung, Vương Tuấn Huy, Nguyễn Tấn Đạt và Lê Thị Nương, 2014. Ứng dụng phân tích đa tiêu chí hỗ trợ quyết định trong sử dụng đất nông nghiệp tại tỉnh Bạc Liêu. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 31 (2014): 106-115.

Shapelib, 2016. Shapelib 1.4.0. http://lists.maptools.org/pipermail/shapelib/2016-December/000631.html. Accessed on 9/12/2016.

Yamamura, K., Tamura, N., 2012. Finding all solutions of separable systems of piecewise-linear equations using integer programming. Journal of Computational and Applied Mathematics 236 (11):2844-2852.