元胞自動機(jī)在城市擴(kuò)展方面的應(yīng)用綜述-全文預(yù)覽
【正文】 局影響因子的重要性子區(qū)域,計(jì)算不同類型區(qū)域中各因子對土地利用轉(zhuǎn)換的影響強(qiáng)度,從而得到全區(qū)域的空間非線性轉(zhuǎn)換規(guī)則。將該模型應(yīng)用于大區(qū)域的珠江三角洲城市演變中 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示。因此，對轉(zhuǎn)換規(guī)則的研究也必然是專家或?qū)W著熱衷的領(lǐng)域，這主要體現(xiàn)在：（1).基于案例推理的元胞自動機(jī)城市擴(kuò)展模擬：元胞自動機(jī)在研究大區(qū)域或模擬時(shí)間較長時(shí)，想要定義的具體規(guī)則來反映城市各地理現(xiàn)象的演變與其影響要素之間的復(fù)雜關(guān)系有較大的困難。 研究現(xiàn)狀由于人們對元胞自動認(rèn)識的側(cè)重點(diǎn)的不同和具體城市的特性，元胞自動機(jī)在城市擴(kuò)展方面的應(yīng)用也是百家爭鳴，與其對應(yīng)的結(jié)果當(dāng)然也是百花齊放。Deadman等利用CA來模擬加拿大Ontario地區(qū)的農(nóng)村居民點(diǎn)的擴(kuò)張過程, 、Cecchini等很多學(xué)者都將CA模型應(yīng)用于城市形態(tài)、城市擴(kuò)展以及城鎮(zhèn)用地狀況的模擬研究。在20世紀(jì)80年代, Couclelis對元胞自動機(jī)在城市擴(kuò)展方面的應(yīng)用潛力從理論上作了充分的論述,她認(rèn)為在城市發(fā)展政策和城市發(fā)展模擬中,不確定性的特點(diǎn)決定了要用這類模型來進(jìn)行建模。 歷史發(fā)展 城市是一個(gè)復(fù)雜的動態(tài)巨系統(tǒng)， 具有復(fù)雜的自組織現(xiàn)象。目前元胞自動機(jī)被廣泛應(yīng)用于模擬各種物理系統(tǒng)和自然現(xiàn)象。經(jīng)典的元胞自動機(jī)有初等元胞自動機(jī)、“生命游戲”、格子氣自動機(jī)和“能自我復(fù)制的元胞自動機(jī)”等。根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則，元胞可以從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一個(gè)狀態(tài)。本文在介紹元胞自動機(jī)原理的基礎(chǔ)上，對比國內(nèi)外元胞自動機(jī)在城市擴(kuò)展方面的研究現(xiàn)狀和新進(jìn)展，總結(jié)近年來元胞自動機(jī)研究的熱點(diǎn)和聚焦所在，對其未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測。 同時(shí)CA模型還可以與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、主成分分析、遺傳算法、模糊邏輯以及其他研究方法相結(jié)合,以增強(qiáng)其在城市空間變化模擬研究方面的能力。元胞自動機(jī)在城市擴(kuò)展方面的應(yīng)用綜述摘要本文在介紹元胞自動機(jī)各要素的基礎(chǔ)上，綜述了元胞自動機(jī)用于城市擴(kuò)展模擬的歷史、元胞自動機(jī)用于城市擴(kuò)展模擬的具體研究方向，即在具體的模型中如何確定模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并對其未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望，并指出CA 中的轉(zhuǎn)換規(guī)則的擴(kuò)展是在將來的研究中的一個(gè)首要問題。 CA模型和GIS的集成,一方面增強(qiáng)GIS的空間模型運(yùn)算及分析能力,另一方面, GIS提供的強(qiáng)大空間處理能力可以為CA模型準(zhǔn)備數(shù)據(jù)和定義有效的元胞轉(zhuǎn)換規(guī)則以及對模擬結(jié)果進(jìn)行可視化。何春陽、史培軍等從宏觀外部約束性因素和局部城市單元自身擴(kuò)展能力變化的角度建立元胞自動機(jī)模型對北京地區(qū)城市發(fā)展過程進(jìn)行了模擬重建和不同情景預(yù)測。元胞是CA的最小單位，而元胞空間是元胞的主要屬性。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元胞自動機(jī)可以用數(shù)學(xué)符號表示為：A＝(Ld，S，N，f )式中A代表一個(gè)元胞自動機(jī)系統(tǒng)，Ld表示d 維元胞空間；S是元胞有限的離散的狀態(tài)集合；N表示一個(gè)所有領(lǐng)域內(nèi)元胞的集合(包括中心元胞)，即包含有n個(gè)不同元胞狀態(tài)的空間向量；f 則表示了中心元胞與鄰居見的轉(zhuǎn)換規(guī)則。使得它在模擬空間復(fù)雜系統(tǒng)的時(shí)空動態(tài)演變方面具有很強(qiáng)的能力。其中，元胞自動機(jī)在城市擴(kuò)展方面應(yīng)用最早，同時(shí)也是當(dāng)前元胞自動機(jī)應(yīng)用研究的熱點(diǎn)?！? 在2
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