元胞邻域对空间直观模拟结果的影响

作为一种空间直观模拟模型,地理元胞自动机(Geo-CA)能够模拟及预测城市扩展与土地利用情景。地理CA模拟中,元胞邻域及其空间构型会对转换规则的挖掘与空间直观模拟结果的可靠性产生显著影响,从模拟进度和精度、景观格局及运行效率等角度可以定量分析这种影响。以logistic回归CA模型为例,基于Von Neumann型和Moore 3/4/5型邻域,模拟了上海市宝山区19922008年土地利用变化过程,结果显示不同邻域产生的模拟结果在数量和空间形态方面呈现显著差异。分析表明:随模拟时间推进每次模拟新增的城市元胞呈衰减态势,且模拟精度也呈衰减态势,其中Moore 5×5邻域的模拟精度较高、模拟效果较好。在土地利用形态方面,各邻域产生的结果特点各异,总体看来Moore 3/5两种邻域产生的结果与实际分类较接近。对于模拟效率而言,元胞邻域范围越大则效率越低、稳定性也降低。研究表明,在土地利用空间直观模拟中,选择Moore3/5两种邻域类型比较适合。