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[期刊] 地理科学进展
[作者]
郭欢欢 李波 侯鹰 孙特生
土地利用变化模拟研究是土地利用变化研究的重要分支。复杂系统理论的完善和系统模拟平台的发展使得复杂系统模拟方法在土地利用变化模拟研究中的优势越来越明显,元胞自动机模型和多主体模型正是基于复杂系统理论模拟研究的代表。本文简要回顾了土地利用变化模拟研究进展,探讨了土地利用变化的内在机理,着重分析了元胞自动机和多主体模型的内涵、研究热点、模拟平台和优缺点等,并对其今后在土地利用变化模拟研究的发展趋势进行了展望,以期为土地利用变化模拟研究提供参考。
关键词：
元胞自动机 多主体模型 土地利用变化
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
蒲雯 张超 王淑华 杨建宇 桑玲玲
为向村镇土地利用规划和管理提供合理决策依据,开展村镇土地利用空间格局变化进行模拟研究。在元胞自动机模型基础上,引入马尔科夫模型和多标准评价方法,构建元胞转移数量规则及空间位置规则,从自然环境、社会经济与政策等3方面分析土地利用影响因子,构造元胞自动机复合模型;选取北京市房山区为研究区,以村镇为单元对其土地利用空间格局进行模拟。结果显示:房山区的耕地、林地面积不断减少,建设用地占用农用地现象突出;人口集中、农业资源丰富的平原区各村镇土地利用变化明显。研究表明,多标准评价方法使元胞转移空间位置有规律可循,并有效避免模拟结果中大量错误斑点的产生;以村镇为单元进行分析,模拟的结果更加精细和合理。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
柯新利 边馥苓
C5.0决策树算法可以揭示数据中的结构化信息,建立直观、易于理解的树形结构,可以用于元胞自动机转换规则的获取。提出了基于C5.0决策树算法的元胞自动机模型,分析了模型构建的理论和原理以及实现方法。在此基础上,以杭州市城市用地演变为例,利用C5.0决策树算法从已有的城市用地及其影响因子数据中挖掘出城市用地的演变规则,并将获得的转换规则应用到元胞自动机模型中进行城市用地演变的动态模拟与预测。结果表明:(1)利用C5.0决策树算法获取转换规则可以在较低采样率的前提下保证具有较高的精度;(2)与其它获取元胞自动机转换规则的方法相比,C5.0决策树算法生成的规则清晰明确,很适合用来获取元胞转换规则;(3...
关键词：
C5.0决策树 元胞自动机 土地利用变化
[期刊] 自然资源学报
[作者]
杨青生
为模拟节约土地资源的城市可持续发展形态,以珠江三角洲城市快速发展的东莞市为例,运用元胞自动机(CA)、地理信息系统(GIS)和遥感(RS)从历史数据中建立城市空间扩展的CA,将土地资源节约利用程度与城市用地空间聚集程度相结合,在评价城市用地空间聚集程度的基础上,通过不断增加离市中心距离权重和离公路距离权重,调整CA的参数,模拟节约土地资源,城市用地在空间上紧凑布局的城市形态,并以调整参数的模型(离市中心距离权重为-0.006,离公路权重为-0.024)模拟结果为基础,分析了实现城市用地空间上紧凑发展,土地资源节约利用的政策:到2010年,东莞市离市中心27km范围内的适宜地区可规定为鼓励城市发...
关键词：
土地资源 节约利用 紧凑 元胞自动机
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
唐南奇 尹陈红 张黎明 范侃 余榕钦 罗宏辉
基于IDRISI软件,将元胞变化的马尔科夫趋势与城市发展用地约束因子的多准则评价相结合,制定元胞转换规则,构建复合因子元胞自动机预测模型并进行模拟.结果表明:对2010年福州市土地利用格局进行模拟,模拟结果与实际用地格局的检验Kappa系数为0.8850,表征模型具有较高的可信度.模拟2015年福州市城市拓展用地空间变化,结果表明福州市城市将主要向东南方向拓展.耕地和未利用地面积趋于减少,建设用地和园地面积增大,城市发展对土地利用格局变化及行政区划等将产生深刻影响.
关键词：
复合因子 元胞自动机 土地利用格局 模拟
[期刊] 资源科学
[作者]
熊利亚 常斌 周相广
土地利用及其变化是一个相当复杂的现象与过程,它既受自然因素的制约,在一定地域上又受社会、经济、技术等因素的强烈影响,具有明显的综合性和地域性。同时,土地利用变化对区域和全球环境变化又起着十分重要的作用。因而,土地利用变化研究已成为国内外近期研究的热点问题之一。本文介绍了采用地理元胞自动机进行土地利用变化研究的优点、原理及方法,并以河西走廊地区为实例,采用Idrisi的CA-MARKOV模块进行了土地利用变化的分析和预测,得出河西走廊地区1995年到2005年土地利用变化的特点。研究表明,与一般的研究土地利用变化的GIS方法和统计方法相比,地理元胞自动机具有快速、准确、实时性强的特点;与动态模型...
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
黎华 王道飘 刘博源 林木森 王靖宇
元胞自动机(CA)可以有效地模拟城市土地利用类型的演变过程,在土地演变过程中需要确定转换规则.该文是用粗集理论来确定元胞自动机(CA)不确定性转换规则的方法,再利用得出的转换规则在matlab中进行编程对城市土地利用类型的演化进行模拟预测.分析结果表明,利用粗集理论得出的转换规则在进行模拟预测后,用卡帕系数得到的结果评价是0.664 6,为高度一致性,用混淆矩阵得到的总精度结果评价为83.49%,与实际情况比较相符.粗集和CA的结合对城市土地利用变化的模拟和预测具有相应的借鉴意义.
[期刊] 资源科学
[作者]
龚健 杨建新 李亚芳
运用元胞自动机模型对研究区农村居民点变化进行模拟分析,采用案例推理方法获取元胞转换规则,以MARKOV方法对模型进行数量控制,采用改进的Kappa系数对模拟结果进行精度验证。以湖北省鄂州市1991-2004年农村居民点变化作为模型训练数据,2004-2009年变化数据对模型进行参数校验,模拟得到2009年农村居民点分布情景,对照2009年研究区实际情况,模拟结果总体百分比精度为96.68%,改进的Kappa系数值为0.93。研究结果表明基于案例推理元胞自动机模型具有较高的模拟精度,可用于农村居民点变化模拟分析。
[期刊] 资源科学
[作者]
胡茂桂 傅晓阳 张树清 宋开山 王宗明
本文运用元胞自动机结合人工神经网络方法,利用1986年和2004年两时期的ETM遥感影像,对莫莫格国家级湿地自然保护区的土地覆被变化进行了动态的模拟和预测,探讨了元胞自动机模型在湿地土地覆被变化预测和湿地资源保护方面的重要作用,为湿地资源的动态监测与可持续发展提供参考和决策支持。在模型实现过程中,以正六边形元胞取代传统的四边形元胞,克服了传统四边形元胞各向异性的先天不足,减小了模型预测的误差。应用BP神经网络与元胞自动机相结合自动挖掘出元胞自动机模型的转换规则,不仅降低建立多种土地覆被类型预测模拟的难度,而且减少了人为的主观因素,提高了准确性。将模型应用到莫莫格湿地保护区,预测的结果与实际土地...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
黄华国 张晓丽 王蕾
为了研究林火蔓延的动态预测及可视化模拟问题,该文在分析现有林火蔓延模型的基础上,提出选用三维曲面元胞自动机进行林火建模和蔓延模拟.该文初步完成了一个整合数字高程模型、气象因子、树种因子的三维曲面元胞自动机模型,设计了数据提取、加工、应用框架,开发出了能够进行林火蔓延三维模拟的软件系统.并通过八达岭林场局部地区的模拟,指出了应用该模型,可以实现不同条件下的林火蔓延模拟,快速预测林火发展趋势,同时探讨了模型改进的方向
[期刊] 资源科学
[作者]
符蓉 濮励杰 钱敏 朱明
本文将多智能体系统模型在土地利用变化的应用范围扩展到中尺度上,以城市化快速发展和生态环境压力突出的江苏省宜兴市为研究区,主要考虑了政府、农户、城镇居民、工业企业业主这四类与土地利用变化相关的智能体类型,运用典型相关分析、Logistic回归分析等方法分析设计智能体的行为规则,综合权衡地块的转换概率。在土地利用情景设计中,智能体在自身行为之余,还进行智能体之间、智能体与环境层的交互,用来模拟人类对土地利用变化的决策行为。在Swarm2.2平台下实验得出:研究区土地利用时空演化的总体特征体现在耕地的减少,尤其是在原城镇中心边缘的耕地向城镇用地转化;农村居民点用地呈现集聚趋势;工矿用地的变化较为随机...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
李维乾 解建仓 李建勋 申海
【目的】建立水污染可视化扩散模型,以刻画水污染突发事件的复杂性及满足其应急决策平台对可视化的需求。【方法】构建基于元胞自动机和智能体的三维水污染可视化扩散模型,用元胞自动机刻画研究区流域及所在区域地形,并从元胞空间、元胞状态、演化规则方面扩展普通元胞自动机模型,应用水质Agent描述流域中携带污染物的水体,在此基础上结合3S技术充分展现污染物的扩散运移过程,并将文中模型在渭河宝鸡段水污染事件中进行实例应用。【结果】基于元胞自动机和智能体的三维水污染可视化扩散模型充分展现了流域水污染扩散模拟现象的动态性、复杂性、非线性特点。模型在渭河宝鸡段水污染事件中的应用表明,静态水面元胞层和水下元胞层以及动...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
蔡玉梅,刘彦随,宇振荣,Peter H.Verburg
土地利用变化的空间模拟是进行土地利用情景分析的重要基础。本文在介绍了国际上常用的细胞自控模型(CA)、土地利用变化及效应模型(CLUE)的基础上,重点分析了小尺度土地利用变化及效应模型(CLUE-S)的方法,并以邯郸地区为例进行了案例研究。认为CLUE-S模型采取经验模型的方法,通过建立土地利用空间分配和驱动因子之间的统计关系模拟近期土地利用变化的情景。同时也考虑了不同土地利用方式之间的竞争关系,因此可以较好地模拟小尺度地区的近期土地利用变化情景;考虑到短期或近期土地利用变化的因子主要与人类的社会经济活动有关,而社会经济因子的空间化尚存在一定难度。因此,突破这一瓶颈成为CLUE-S模型发展和应用的关键;CLUE-S模型主要解决的是不同空间尺度上的土地利用空间分配问题,在土地生产潜力评价、土地利用规划等方面具有广阔的应用前景。
关键词：
土地利用变化 空间模拟
[期刊] 地理科学进展
[作者]
柯新利 邓祥征 刘成武
以武汉城市圈为例,根据城市圈内各县域社会经济发展对土地资源需求的区域差异,探讨分区异步元胞自动机模型在耕地利用布局优化中的应用。模型根据各县域建设用地需求优先度确定异步演化速率,根据各县域土地利用变化的规律结合粮食自给率和建设用地满足程度确定分区转换规则,根据全区域的粮食安全得到全局终止条件,以此实现武汉城市圈2020年耕地利用优化布局。优化结果显示,在武汉城市圈耕地总量满足全区域粮食安全的基础上,黄陂区、应城市、新洲区、汉阳区、潜江市、黄冈市市辖区、鄂州市市辖区、孝感市市辖区、武昌区、仙桃市、黄梅县、武穴市、阳新县、咸宁市市辖区和赤壁市等建设用地优先度较高的区域建设用地需求均得到了满足;团风县和通城县虽然建设用地优先度较低,但是建设用地需求量较小,建设用地需求也得到了满足;其他县(市、区)由于建设用地需求量和建设用地优先度之间存在一定的矛盾,建设用地需求量没有得到完全满足。结果表明,基于分区异步元胞自动机的耕地区际优化模型在全区域耕地保护和粮食安全的基础上,考虑了社会经济发展对建设用地需求的区域差异,能够协调建设用地和耕地之间的矛盾,实现在区域间合理配置建设用地和耕地保护指标。
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