海湾型半城市化地区空间形态演化模拟

被引:6
作者
廖江福 [1 ,2 ]
唐立娜 [1 ]
邱全毅 [1 ]
许通 [1 ]
钱瑶 [1 ]
机构
[1] 中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室
[2] 集美大学计算机工程学院
关键词
半城市化地区; 模拟退火算法; 邻域衰减; 元胞自动机;
D O I
10.13284/j.cnki.rddl.002641
中图分类号
TU984.113 []; TP301.1 [自动机理论];
学科分类号
摘要
元胞自动机(CA)是模拟城市土地利用演变过程的有效工具,转换规则和元胞邻域是元胞模型的核心。综合考虑元胞邻域的距离衰减效应,基于模拟退火算法(SA)挖掘最优的转换规则,文章构建了一种考虑邻域衰减的城市演化模型(SA-NDCA)。模型以负幂指数函数作为元胞邻域的衰减曲线表示元胞邻域的距离衰减效应;运用模拟退火优化算法计算城市CA模型模拟结果与样本点的累积差异,在目标解空间快速搜索以提取最优的转换规则;最后以厦门市半城市化地区为研究案例,模拟了研究区域1995―2010年期间的城市空间形态演化,通过混淆矩阵和Kappa系数评价了模型的模拟精度,1995―2010年期间的建设用地模拟精度为68.5%,总体精度达到86.2%,Kappa系数达到66.3,取得了较好的模拟效果。利用提出的SA-NDCA模型,成功模拟了研究区2010―2020年期间的城市空间形态演化,结果显示,所预测的演化情景与中国当前实施的新型城镇化战略十分契合。
引用
收藏
页码:61 / 69
页数:9
相关论文
共 27 条
[1]  
元胞自动机理论研究及其仿真应用.[M].段晓东; 王存睿; 刘向东; 编著.科学出版社.2012,
[2]   基于模拟退火的样本加权FCM算法 [J].
段林珊 ;
刘培玉 ;
谢方方 .
计算机工程与设计, 2013, 34 (06) :2004-2008
[3]  
不同样本方案下遗传元胞自动机的土地利用模拟及景观评价.[J].冯永玖;刘艳;韩震;.应用生态学报.2011, 04
[4]   海湾型城市半城市化地区空间扩展演化——以厦门市为例 [J].
花利忠 ;
崔胜辉 ;
黄云凤 ;
尹锴 ;
熊永柱 .
生态学报, 2009, 29 (07) :3509-3517
[5]   利用蚁群智能挖掘地理元胞自动机的转换规则 [J].
刘小平 ;
黎夏 ;
叶嘉安 ;
何晋强 ;
陶嘉 .
中国科学(D辑:地球科学), 2007, (06) :824-834
[6]   元胞自动机在城市模拟中的误差传递与不确定性的特征分析 [J].
黎夏 ;
叶嘉安 ;
刘涛 ;
刘小平 .
地理研究, 2007, (03) :443-451
[7]   基于神经网络的元胞自动机及模拟复杂土地利用系统 [J].
黎夏 ;
叶嘉安 .
地理研究, 2005, (01) :19-27
[8]   知识发现及地理元胞自动机 [J].
黎夏 ;
叶嘉安 .
中国科学(D辑:地球科学), 2004, (09) :865-872
[9]  
Integration of principal components analysis and cellular automata for spatial decisionmaking and urban simulation.[J].黎夏 ;叶嘉安.Science in China(Series D:Earth Sciences).2002, 06
[10]   A neighbor decay cellular automata approach for simulating urban expansion based on particle swarm intelligence [J].
Liao, Jiangfu ;
Tang, Lina ;
Shao, Guofan ;
Qiu, Quanyi ;
Wang, Cuiping ;
Zheng, Shuanning ;
Su, Xiaodan .
INTERNATIONAL JOURNAL OF GEOGRAPHICAL INFORMATION SCIENCE, 2014, 28 (04) :720-738