基于元胞自动机模型的城市土地利用变化模拟

为了研究城市发展带来的城市土地利用空间格局变化,综合运用元胞自动机、多维驱动力分析和情景分析方法,构建了城市土地利用变化模拟系统。建立了宏观、中观和微观3个尺度上的驱动力量化和耦合作用函数。通过识别驱动力变化与城市空间发展特征的关联性,解决了元胞自动机模型参数的时间效应问题。结合情景分析方法,确定城市不同发展情景下的参数取值,进而对未来城市土地利用变化进行了系统模拟。4种预测情景的用地总量分别为220.32km2、253.28km2、231.52km2、310.52km2。研究结果表明:城市土地利用变化受经济增长、空间管制政策等驱动力影响明显,同心圆、组团式发展模式的用地集约水平较高,沿主要对外交通轴线带扩展模式的用地扩张问题较为突出。     

基于CA的城市土地利用演变人工神经网络模拟

基于CA原理,利用学习矢量量化神经网络从不同时相遥感数据中挖掘土地利用演变的内在规律,自动找到土地利用元胞的转换规则,并以该规则反演和预测土地利用格局.在上海市区典型边缘带的应用显示,挖掘出的元胞转换规则,与同期上海城市发展状况相吻合,表明该模型可以满足土地利用演变模拟预测的要求,大大缩短了建立CA转换规则所需时间.若能增加社会、经济因素的影响,减少网络训练时的信息浪费,将进一步优化模拟效果.     

城市土地利用动态模拟研究进展

回顾了城市土地利用动态模拟的基本原理、过程、方法和主要模型。研究表明:城市土地动态模拟模型主要有基于经验统计方法的CLUE-S(the conversation of land use and its effects at small region extent)模型、基于多智能主体分析方法的ABM(agent based model)模型、基于栅格邻域关系分析方法的(cellular automata,CA)模型和基于土地系统结构变化及空间格局演替综合分析的DLS(dynamic land system simulation)模型;基于不同的理论和方法的模型,具有不同的优点和缺点,适用于不同的情景模拟;已有文献关于城市动态模拟的研究内容主要体现在城市演进机理和模拟工具研究、模型的改进与完善研究以及模拟结果与过程的可视化表达研究等方面。总结了城市土地动态模拟的基本原理和通用模型框架,归纳了现有模型的优缺点和未来研究趋势。     

基于元胞自动机的城市扩展研究

在传统的元胞自动机模型的基础上,结合GIS技术、城市扩展原理建立了研究区的GIS-CA城市扩展模型,模型综合运用灰色局势决策、层次分析法与CA模型确定元胞转变规则。在VS2010平台上,使用VB.NET语言,基于ArcGIS Engine组件开发了研究区城市扩展模拟系统,可模拟与预测研究区的城市扩展情况。使用研究区长春市的实际数据进行了验证,采用1993年、2005年遥感影像作为基础数据,应用GIS-CA城市扩展模型预测了研究区2005年城市用地情况,并进行了对比分析。实验结果显示,采用元胞自动机原理结合GIS技术研究城市扩展情况具有合理性、可行性。     

城市CA模型建模原则与模拟结果检验方法研究

元胞自动机（CA）所独有的特征和构模方式使其在模拟复杂性系统如城市系统等方面表现出强大的模拟能力，作者通过分析CA的特点及其在城市模拟中的应用，着重探讨了城市CA模型的建模原则和城市CA模型模拟结果的检验方法。     

基于CA的网络舆论传播因素的研究

网络舆论是一种新兴的特殊的社会舆论。由于Internet是一个开放的复杂性系统,使得网络舆论传播呈现出纷繁复杂的特性。通过对元胞自动机的分析,在前人研究的基础上,联系现实社会的网络舆论传播特点,提出了一种新的网络舆论传播模型,并模拟分析了人员密度、大众媒介导向、人员移动这几个特定的因素,对网络舆论传播的影响。     

ANN-CA模型改进及城市用地动态模拟

针对传统ANN-CA(artificial neural network—cellular automata)模型在城市动态模拟中用地转换阈值确定繁琐以及全局模拟效果不佳的问题?以ArcGIS和Matlab2012b为开发平台,构建了一个“自上而下”和“自下而上”相结合的改进模型,以重庆市南岸区为例进行土地变化模拟,对比模型改进前后的模拟效果并讨论邻域设置对模型精度的影响?结果显示,改进后模型的模拟结果不论是精度还是Kappa系数都高于传统模型的模拟结果,而且改进后模型转换阈值的设置方便灵活,无需经过多次试验来获取,随着邻域设置范围的增大,模型的模拟精度也得到一定的改善?     

不同形核机制下对动态再结晶过程模拟研究

为了研究形核机制对多晶金属材料热加工过程的影响,通过建立动态再结晶的二维元胞自动机模型,模拟了3种形核机制下动态再结晶组织的演化过程,得到了热加工过程中再结晶平均晶粒尺寸的变化规律及生长动力学特征.模拟结果表明,再结晶平均晶粒尺寸的变化规律由形核机制和生长方式共同决定,但稳态时的平均晶粒尺寸只与总的形核数目有关;生长动力学曲线均呈S形,其变化规律符合JMAK理论;Avrami指数的大小取决于晶核的空间分布.     

基于Markov-CA的莆田市涵江区土地利用时空演变研究

针对莆田市涵江区土地利用时空演变模型进行研究,将基于时间离散、状态离散的马尔可夫(Markov)模型和元胞自动机(CA)模型优点有机结合,建立涵江区土地利用Markov-CA模型。利用2005年、2010年涵江区土地利用影像数据,分析土地利用特征,对2015年、2020年、2025年、2030年土地利用时空演变进行模拟。采用Lee-Sallee形状指数作为Markov-CA模型评价指标,评定模型精度。通过实验结果分析,2012年形状指数,证实基于Markov-CA的土地利用时空演变方法精度较高,模拟结果可作为涵江区土地利用政策制定和规划提供理论参考。     

CA/MC法模拟焊缝凝固微观组织形成

基于焊接冶金学原理,将元胞自动机(cellular automaton,简称CA)法和蒙特卡罗(Monte Carlo,简称MC)法相结合,建立了一类焊缝凝固微观组织演变模型.模型采用CA法和MC法构建凝固形核和长大演变规则,并且通过耦合有限差分法来计算温度场和溶质场.模型被用来模拟低碳铁素体不锈钢焊缝凝固组织的形成,...     

基于元胞自动机的郑州市区土地利用变化研究

在遥感和地理信息软件支持下,利用1992年和2001年的Landsat TM和ETM+影像,研究了郑州市区两个时期的土地利用变化,并利用马尔可夫链和元胞自动机模型对郑州2010年土地利用情况进行预测分析.结果表明,1992年到2001年,郑州市区土地利用变化主要表现为耕地减少,城镇用地、农村居民用地增加;2001年到2010年,其变化仍表现为耕地减少和城镇用地、农村居民用地的持续增加,其中"耕地→城镇用地、农村居民用地","城镇用地→交通及工矿用地","农村居民用地→城镇用地"变化最为显著.     

基于元胞自动机的启发式算法的改进

将元胞自动机应用于机器人路径规划,对移动机器人及其周围环境建立元胞自动机模型。机器人环境空间完全已知时,利用启发式算法与元胞自动机模型结合的方法,通过反复遍历具有最低耗费值的一系列元胞生成最优路径。并利用多层次的交互式元胞自动机,在方向有约束和地形耗费不同的环境中实现机器人的路径规划。     

城市元胞自动机模型的构建及其应用研究进展

 元胞自动机(CA)模型对模拟和预测城市空间变化以及进行城市规划具有重大的现实意义。对中国知识基础设施工程(CNKI)中出现城市CA研究以来的期刊文献的年度分布、期刊分布进行统计分析,概述了城市CA模型的构建思路,回顾和总结了城市CA中土地利用、交通、疾病和灾害方面的相关研究成果。同时,分析了城市CA模型应用研究中的主要特点,并根据其存在问题探讨了城市CA未来的发展趋势。研究结果表明,城市CA在中国的应用研究前景良好,尽管近12年中研究情况存在波动,但整体呈增长态势。     

元胞自动机和粗集支持下的土地利用变化研究

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.     

地理元胞自动机研究综述

从地理元胞自动机的应用范围、地理元胞自动机转换规则的获取、地理元胞自动机空间划分、元胞自动机与GIS的集成等方面回顾了地理元胞自动机模型的研究,对地理元胞自动机模型研究的发展趋势进行了分析,认为地理元胞自动机模型研究在以下几个方面需要进一步深入：（1）应用范围应进一步扩大;（2）在确定地理元胞自动机的转换规则时应综合考虑自然因素和社会经济因素;（3）应加强地理元胞自动机与多智能体系统的集成研究;（4）应加强对地理元胞自动机的尺度划分及尺度效应的研究;（5）应进一步深化地理元胞自动机与GIS的集成研究。     

元胞自动机与神经网络相结合的土地演变模拟

提出了将数据挖掘技术应用于元胞自动机（CA）进行地理模拟的新方法.基于CA原理,利用学习矢量量化神经网络,从不同时相遥感数据中挖掘土地利用演变的内在规律,自动找到土地利用元胞的转换规则,并以该规则反演和预测土地利用格局.在上海市区典型边缘带的应用显示,挖掘出的元胞转换规则,与同期上海城市发展状况相吻合.表明该模型可以满足土地利用演变模拟预测的要求,大大缩短了建立CA转换规则所需时间.     

基于元胞自动机的污染物潜水面扩散仿真算法

污染物由介质进入地下潜水面后,会在饱和带随地下水径流发生扩散。对该过程进行动态模拟与评估,可为地下水污染应急决策提供可视化手段。以元胞自动机为基础,耦合地下水污染扩散的分子扩散和机械弥散过程模型,构建了污染物地下水扩散的元胞自动机规则。采用抛物线方程模拟污染源汇项的输入,在二维平面上通过经验公式推演水动力弥散系数,计算元胞的污染扩散通量。将该方法应用到北京密怀顺地区,动态模拟农药在潜水面的扩散过程,具有较好的可视化效果。     

基于CAS理论与CA模型的城市增长仿真

将复杂适应系统(CAS)理论与元胞自动机(CA)模型结合,构建了一个城市增长仿真模型.并将该模型应用于西安的城市规划中,从局部城市化单元的自适应变化及宏观外部约束因素两方面对西安市的城市增长过程进行了仿真.结果表明,在CA中引入适应性思想更加能够反映城市发展的客观规律,尤其是对"城市空心化"的模拟;其中的一些结论对城市规划具有积极的指导意义.     

Coupled Faults Analysis and Evaluation M ethods Based on Cellular Automata

The reliability analysis of coupled faults may be difficult due to its properties of multiple and intermittent. The challenge is to find the rule and depict of the cross-linking relationship by mathematical model. The method in this study was developed around the Cellular Automata（ CA） with a novel neighborhood definition and the structure of network model to build the failure cellular automata. And the simulation of the coupled faults influence combined with the importance evaluation method of network node to find the most critical faults which were beneficial to improve the design,without consuming massive computational overhead.     

城市土地集约利用差异影响因素

土地集约利用差异研究对于提高城市集约利用具有十分重要的意义。在参考大量文献的基础上,文章综述了我国城市土地集约利用的差异研究现状,详细阐述了影响城市土地集约利用差异的因素。