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[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] 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] 中国农业资源与区划
[作者]
李换换 宋伟 陈百明 张艳
[目的]在我国城镇化快速发展的大背景下,农村居民点分化重组趋势日益明显。利用模型模拟的手段定量揭示农村居民点空间格局演化的驱动因素,准确理解其演化过程和未来时期的布局态势,以期达到农村居民点的合理布局势在必行。为此,需要对目前农村居民点演化模拟的研究现状,以及应用的农村居民点演化模拟模型的适用性有一定的把握和认识。[方法]文章利用文献资料法和对比分析法,以农村居民点演化模拟研究的主要内容为主线,梳理和总结了农村居民点演化发展趋势、农村居民点演化模拟驱动机制,以及农村居民点演化模拟方法和模型,评述了不同演化模型的模拟原理及其优缺点。[结果]由于农村居民点的斑块空间破碎化、参与主体多样性、驱动因素复杂等原因,常规的土地利用变化模型在农村居民点模拟的应用上遇到了很大的挑战;农村居民点演化模拟模型的选择仍具有较强的驱动力和尺度依赖性。[结论]土地利用变化模型可为农村居民点演化模拟研究提供有效参考,但是更加准确的农村居民点演化模拟需要注重机理模型的研发。通过空间途径和社会途径的耦合,解析农村居民点格局演化过程中的主要决策主体,构建农村居民点演化多主体模型,将是未来农村居民点演化模拟的重要方向。
[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] 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] 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] 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] 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] 自然资源学报
[作者]
杨帆 徐建刚 林蔚
低影响开发措施是解决城市内涝问题的重要途径。为评估其对城市内涝的防控效果,论文以福建省长汀县县城为研究案例,提出适宜在研究区开展的透水铺装、下凹式绿地、雨水罐等低影响开发措施方案,利用基于元胞自动机模型的城市内涝模型进行模拟,并通过验证发现元胞自动机模型可有效模拟城市内涝过程。对比低影响开发改造前后的内涝情况,结果显示:1)低影响开发措施能使内涝积水总量削减超过50%,暴雨重现期越长对内涝现象的削弱效果越低;2)通过分析改造前后内涝积水区的空间格局及变化特征,可见大部分内涝积水区在改造后积水削减幅度较大,卧龙山北部及汀江干流左岸的积水区内涝情况改善幅度较小;3)低影响开发改造削减效果最好的为积水深度低于0.2 m的区域,其次为积水深度高于0.5 m的区域,对积水深度处于0.2~0.5 m的区域削减效果并不明显。研究表明低影响开发措施可有效控制城市的内涝灾害。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
杨帆 徐建刚 林蔚
低影响开发措施是解决城市内涝问题的重要途径。为评估其对城市内涝的防控效果,论文以福建省长汀县县城为研究案例,提出适宜在研究区开展的透水铺装、下凹式绿地、雨水罐等低影响开发措施方案,利用基于元胞自动机模型的城市内涝模型进行模拟,并通过验证发现元胞自动机模型可有效模拟城市内涝过程。对比低影响开发改造前后的内涝情况,结果显示:1)低影响开发措施能使内涝积水总量削减超过50%,暴雨重现期越长对内涝现象的削弱效果越低;2)通过分析改造前后内涝积水区的空间格局及变化特征,可见大部分内涝积水区在改造后积水削减幅度较大,
[期刊] 资源科学
[作者]
胡贤辉 杨钢桥 张霞 邱杰
土地利用/覆被变化及其驱动机制研究是研究全球变化的前沿及热点问题之一。我国农村居民点分布广、数量多,农村居民点用地规模是城镇建设用地规模的6倍以上,加之农村居民点周边多为优质耕地,对耕地资源减少的威胁甚于城镇。当前我国土地资源利用的一个突出问题就是在农村人口非农化的过程中,农村居民点用地规模并没有随着城市化的发展而减少,甚至部分地区出现了快速增加的势头,加强农村居民点用地变化及其驱动机制研究,为合理调控用地提供科学依据,便具有了重要的理论与现实意义。本文首先从理论上论述了农村居民点用地变化的驱动因素,随后以江汉平原典型地区仙桃市为例,采用1996年~2004年的土地变更数据和社会经济统计数据,...
[期刊] 资源科学
[作者]
曲衍波 魏淑文 商冉 郑捷
城乡转型发展进程中的农村居民点用地调整应加强对其空间形态的系统认识与分类研究。本文从"点"-"面"耦合的角度构建农村居民点空间形态概念模型,基于"2+3"式抽样法选取山东省不同区域的5个典型乡镇及其内部的15个典型村庄作为研究对象,分别应用"点"属性的规模、形状和密度指标划分农村居民点类型,利用"面"属性的生产、生活和生态指标剖析农村居民点功能,进而通过对比分析揭示农村居民点"点-面"形态耦合特征。研究发现:①在"点状"形态上,典型乡镇的农村居民点规模差异较大,密度相对集聚,形状偏于不规则;经济落后地区和山区的农村居民点组合类型比较单一,经济发达和平原地区的农村居民点组合类型多样。②在"面状"形态上,农村居民点整体表现为"生产功能较好,生活功能差,生态功能一般"的特征;随着镇域内区位优势的衰减,典型村庄的生产功能逐渐降低并趋于均衡化,生活功能逐渐降低但分化程度更加剧烈,生态功能也逐渐降低但缩减幅度相对均衡。③在"点-面"形态耦合上,大规模-集聚型农村居民点的生活和生态功能偏强,小规模-分散型农村居民点的生活功能稍强,大规模-分散-不规则型农村居民点各项功能均较弱,这种组合类型和功能关系之间的关联性是外部性要素导向下农村居民点内部要素自组织演化的体现。
关键词：
农村居民点 空间形态 识别 抽样 山东省
[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] 长江流域资源与环境
[作者]
蒋旭东 王鹏 马众模
以安徽淮北平原地区为研究区,充分利用1993年时相1∶5万土地利用背景空间数据库信息和地理信息系统(GIS)技术,对2003年遥感图像研究采用基于主分量和形态学分析的区域聚类分类方法,自动识别提取农村居民点用地,对安徽淮北平原地区及各市1993和2003年农村居民点用地面积及其变化进行监测,分析了动态度和相对变化率。方法利用了土地利用背景空间数据的先验知识,将形态学和传统的分类手段相结合,使识别结果更加可靠和准确,经检验精度达到90%以上,基本满足农村居民点用地变化监测需求。1993~2003年,安徽淮北平原地区农村居民点用地面积呈现增加趋势,共增加面积33 179.95 hm2,年均动态度为...
[期刊] 国土资源科技管理
[作者]
李玉华 许汀汀 章明
农村居民点是农村人地关系的核心,弄清楚引起农村居民点变化的驱动因子的作用强度、贡献程度,是开展农村居民点整理、布局优化、制定相关政策重要依据。借助GIS技术,构建了具有统一数据基础的空间数据库,结合专家知识和研究区的实际情况,选择了5个内部因子、8个外部因子,利用Logistic回归模型,以潼南县崇龛镇为例,从居民点综合变化、增加、减少3个不同的角度开展了居民点变化驱动力分析,结果表明农村居民点变化是内部因子和外部因子共同作用的结果,但内部因子的贡献程度远高于外部因子,说明农村居民点在开展区位择优的过程中,更加关注与自身生产生活息息相关的因子。且引起居民点综合变化、增加、减少的驱动因子并不一致,说明居民点的变化是复杂的,在开展整治规划工作前应该从多角度进行详细分析,才能为政策的制定提供科学的依据。
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