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1.
引入了反事实情景模拟方法来模拟土地利用变化的历史,通过重构土地利用变化历史情景来辅助评价土地利用政策实施效果。以我国的耕地保护政策对粮食安全和城市扩张影响为例,构建耕地保护政策干预下的事实情景和假设无耕地保护政策影响的反事实情景,并借助CLUE-S模型进行土地利用变化情景模拟。通过比较两种模拟结果在耕地数量、产能、空间分布以及城市建设用地数量、效益和空间扩张的差异,实现对耕地保护政策实施效果的评价。实例研究表明,现行的耕地保护政策在遏制耕地流失、提高粮食产量、调整耕地及建设用地空间布局等方面取得了积极效果。 相似文献
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丛婷婷戴昭鑫武鹏达吴政 《测绘与空间地理信息》2023,(8):30-35
引入POI数据和手机信令数据作为反映城市功能设施分布数据以及居民行为活动的数据,改进FLUS模型以提高城镇开发边界划定精度;基于改进后的模型,对滨州市多种情景下的边界增长进行模拟研究。结果表明:1)改进FLUS模型后的模拟精度提高;2)在多情景预测方面,滨州市在不同情景下的城市新增面积不同,其中耕地保护情景下滨州市城市新增面积最大;3)为保证滨州市城市建设用地有序可持续发展,建议滨州市根据不同区域特点进行因地制宜规划。 相似文献
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耕地保护绩效评价的情景模拟方法 总被引：1，自引：0，他引：1
提出了一种基于反现实分析和情景模拟的耕地保护政策实施效果评价框架,基于约束元胞自动机建立了耕地保护政策情景模拟模型,实例研究结果表明,模型能空间显示地模拟耕地保护政策对减少耕地资源流失与控制城市无序扩张的影响. 相似文献
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以南京市为例,构建人工蜂群元胞自动机（CAABC）模型,对2000—2007年的土地利用变化进行模拟以实现CAABC模型的校正,并以2007—2015年的土地利用变化为案例,验证该模型的有效性。模拟结果总体精度（OA）2007年为87.79%,2015年为80.61%;模拟结果的品质因数（FOM）2007年为21.23%,2015年为19.25%。基于CAABC模型和马尔可夫链预测未来城市土地总量,对南京市2025和2035年的土地利用格局进行了预测,对城市扩张和生态用地被侵占现象进行分析。模型预测结果表明,未来20年的城市扩张主要以牺牲耕地和林地为代价,2025和2035年80%的城市扩张面积来源于对耕地面积的侵占,17%的城市面积扩张是由2015年的林地转换得到的。研究表明,准确模拟、预测未来城市格局及评估城市扩张能够对生态用地侵占,以及为决策者合理规划城市、推动城市可持续发展提供帮助。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2016,(4)
随着区域城市化与城市区域化的发展,城市群成为中国城市化进程中最引人注目的地区,研究城市群联动空间增长动态也成为了当前研究热点。在城市扩张的研究中,传统以元胞自动机(cellular automaton,CA)为代表的城市扩张模拟方法主要针对单一的城市展开,缺乏对城市群空间交互作用和联动增长效应的建模,难以真实反映城市群的空间扩张过程。通过引入城市流模型来量化城市之间的空间交互作用,并将其作为转换规则嵌入CA模型,构建了一种顾及空间交互作用的城市群联合空间增长扩张过程分析模型,并以武汉都市区为例,模拟了武汉都市区(1个主城区+6个远郊区)的城市扩张过程。与传统的Logistic回归CA模型对比,结果表明,模型模拟精度更高,可以在一定程度上反映城市发展,尤其是城市群联动增长扩张的特征和规律。 相似文献
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在推进新型城镇化和实施新时代国土空间规划的战略背景下,城市扩展研究逐渐成为热点问题。当前基于元胞自动机(CA)的城市扩展模拟对城市空间多尺度邻域效应解析不足,且在转换规则中对城市长时间演变过程的时间依赖性影响表达不够完善,简化了城市扩展的时空依赖性,无法真实模拟推演未来规划实施情景以服务于国土空间规划。针对上述问题,本文构建一种兼顾空间多尺度邻域效应(3DCNN)和时间依赖性(ConvLSTM)的城市扩展深度学习CA模型(下文称“Deep-CA”)。首先通过组合普通卷积和空洞卷积的3DCNN来提取城市空间多尺度邻域效应,再利用ConvLSTM神经网络将历史信息同化,考虑长时间序列的时间依赖性,从而得到城市扩展的适宜性概率。北京市1995—2015年的土地利用数据及其驱动因素数据用于验证所提CA模型的科学性与适用性,1995—2010年数据用于模型训练,模拟2015年的城市范围。同时将模拟结果精度与ANN-CA、LR-CA和ME-CA 3种传统方法进行对比。与传统CA模型相比,Deep-CA的北京市2015年模拟FoM指数提高了4%左右,且对于城市全局和局部形态模拟效果较好,斑块破碎度低... 相似文献
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耦合遥感观测和元胞自动机的城市扩张模拟 总被引：2，自引：0，他引：2
在传统元胞自动机(CA)模型中,静态的模型参数和模型误差不能释放是影响城市扩张模拟效果的两个重要原因。文中引入集合卡尔曼滤波方法到CA模型中,提出了基于联合状态矩阵的地理元胞自动机。该模型在模拟过程中可以通过同化遥感观测数据,动态地调整模型参数和纠正模拟结果,使模型参数能够反映转换规则的时空变化,同时也能较好地释放积累的模型误差。将模型应用于东莞市的城市扩张模拟中,实验结果表明,模型能够准确地调整模型参数使之符合城市发展模式,同时也能有效地控制模型误差,其模拟的空间格局与真实情况吻合。 相似文献
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基于神经网络的元胞自动机与土地利用演化模拟——以广州市白云区为例 总被引：1，自引：0，他引：1
城市发展过程中存在多种土地利用类型的相互转换,掌握其演化规律有助于制定出合理的土地利用规划。传统元胞自动机(CA)在模拟城市扩张过程时,多种土地利用类型间的转换十分复杂,往往难以获得转换规则。本文利用神经网络构建了多类型演化的CA模型;从城市演化的历史数据中进行学习,挖掘出控制土地利用方式转变的空间要素权重,利用广州市白云区2005—2007年间的土地利用历史演化数据训练神经网络后,对2009年研究区的土地利用结构进行了模拟。对比同期的真实土地利用格局,模拟结果的平均精度达到77.65%。 相似文献
9.
基于数据同化的元胞自动机 总被引：4，自引：2，他引：2
提出基于集合卡尔曼滤波(EnKF)的元胞自动机(CA)模型。在CA模型中,由于不同的样本会训练出不同参数值
的转换规则,且获取的转换规则在整个模拟过程中不能改变等原因,误差在模拟过程中会不断累积。本文在CA模型中
引入集合卡尔曼滤波的数据同化方法,建立了基于集合卡尔曼滤波的数据同化CA模型,同化遥感观测数据,根据得出
的同化值修正模拟结果使之向真实情况逼近。利用该模型模拟了广东省东莞市的发展情景(1995年—2005年),实验表
明,与传统CA模型相比,基于集合卡尔曼滤波的CA模型能够融合遥感观测数据,并能更有效地模拟城市扩张过程,达
到良好的模拟效果。 相似文献
10.
传统元胞自动机(CA)模型的转换规则不随模拟过程的时间和空间而变化,难以模拟和表达非线性地理过程.提出基于集合卡尔曼滤波(EnKF)动态优化CA模型参数的方法,以提高模型对复杂地理过程模拟的适应能力.通过引入集合卡尔曼滤波到CA模型中,将模型参数与模型状态整合成一个联合状态矩阵(joint state matrix).再把该矩阵与观测数据输入到EnKF更新方程中,计算出新的参数值,并自动更新到模型中,从而实现动态调整模型运行轨迹,以更好地适应城市发展的过程模拟.将此方法应用于东莞市的城市模拟试验中,优化后的CA模型能在单参数和多参数优化中正确地调整模型参数,使其迅速地收敛于真值并趋于平缓,也能降低模型误差并获得更好的模拟结果. 相似文献
11.
珠三角典型地区城市扩张测度及驱动机制分析 总被引：2，自引：0，他引：2
该文以东莞市为例,针对其缺乏较长跨度、较为系统的城市扩张问题,提出了用多期TM和SPOT遥感影像监测和分析1988—2013年城市扩张的动态变化和扩张强度。该文采用相关性检验和主成分分析等方法建立逐步回归模型,对城市扩张进行了驱动机制分析。研究表明,所提方法定量分析了城市扩张的数量变化、扩张强度和4个不同阶段,研究成果可以为土地资源管理和城市规划提供科学参考。 相似文献
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针对城市扩张模拟研究需要为国土空间规划提供科学支持的问题,该文以黄陵县为例,结合国土空间规划的科学基础,在整合城镇扩张约束条件并提取驱动因子的基础上,利用FLUS-UGB模型对当地2015年和2035年的城镇扩张进行了模拟.结果表明:总体精度为0.903 5、Kappa系数为0.817 3,说明模拟精度较高.基于模拟结果,认为黄陵县2000-2015年城镇扩张主要表现在县域西部和除县政府所在镇之外的其他乡镇政府所在行政村,以梨园新区与店头镇为主.在当地未来的远景发展中,城镇扩张将主要表现在梨园新区西部与上翟庄.该研究为黄陵县国土空间规划编制与城镇开发边界划定工作提供了科学支持. 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2020,(8)
中国越来越多的城市面临暴雨内涝问题,如能提前发布内涝预警,可防患于未然。基于水力学的精细化洪涝模型可对城区暴雨、洪水在河道、地表、管网的流动过程进行全程模拟,获得地表内涝积水过程、范围、水深等信息,为实现内涝识别和预警提供数据支撑。在利用精细化洪涝模型构建暴雨-内涝情景库的基础上,提出了利用情景匹配模式针对预报降雨发布城市内涝预警的方法。城市地表复杂,排水设施数据质量参差不齐,采用多模式概化方法尽可能详细地刻画决定内涝模拟效果的局部微地形,地表模型与管网模型采用多种耦合方式,实现了城区内涝的精细化模拟,能够进行内涝风险的精准化快速识别。以中国北京市城区为例,通过城区精细化洪涝模型对多种降雨条件下的暴雨情景进行模拟与分析,构建了北京城区的暴雨-内涝情景库。以道路和桥区为重点关注对象,在暴雨预报之际,结合暴雨与情景库特征参数快速识别有内涝风险的道路、桥区及其他区域并依此进行内涝风险预警,可指导相关部门合理安排交通管制、有效部署排涝力量。 相似文献
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针对土地利用动态模拟与预测能为区域可持续发展提供重要参考依据的问题,该文以遥感影像为基础数据,基于人工神经网络元胞自动机(ANN-CA)模型对精河流域绿洲进行土地利用变化动态模拟与情景预测。结果表明:①在过去的26年间,耕地和建设用地居土地利用类型增幅前两位,分别为4.67、3.88,林地和未利用地居降幅前两位,则分别为-0.76,-0.05;②至2026年,3种情景下建设用地的变化幅度均较为明显,显示城镇用地在未来绿洲土地利用发展变化过程中占据主导地位;③研究区未来土地利用过程中,在无任何限制条件下的趋势发展情景必然会造成区域内较大的土地利用格局破碎度,但两种生态保护情景作为修正和补充,可以从空间上优化预测结果。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2021,(3)
城市斑块层面扩张程度异质性深切影响着城市物理形态演变。研究城市扩张程度的影响因素及其机制,有助于深化理解城市扩张过程,管控城市空间扩张,促进城市紧凑发展。以中国湖北省武汉市为例,采用邻近度扩张指数度量城市扩张程度,并分析了城市扩张程度的空间特征,采用相关性分析探讨城市扩张程度与速度之间的联系,构建空间回归模型探究自然、社会经济、交通、规划等因素对城市扩张程度的影响。研究发现:(1)城市扩张程度存在空间差异,由主城区向外逐渐增大;(2)城市扩张程度存在正向空间相关性;(3)城市扩张程度与扩张速度之间呈强正相关关系;(4)交通区位、规划控制、到城市中心的距离是城市扩张程度的主要影响因素,且影响程度依次降低。城市扩张程度的影响因素分析结果可为城市空间管控提供科学依据。 相似文献
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利用案例推理（CBR）方法对雷达图像进行土地利用分类 总被引：14，自引：0，他引：14
提出了基于案例推理 (CBR)的遥感分类的新方法。基于规则的专家系统被用来提高遥感分类的效率。但所涉及的规则可能多达上百或上千条 ,有的问题根本无法用规则来表达。CBR只是根据以往的案例进行推理 ,克服了基于规则的推理方法的不足 ,可以用来解决一些复杂的资源环境问题。利用CBR和模糊数学结合 ,并通过分层随机采样来控制案例在空间上的分布 ,以反映复杂环境所造成的光谱变化 ,由此解决遥感分类中的“同物异谱”现象。实验表明 ,所建立的案例库可以被重复多次使用 ,分类的效果比监督分类和非监督分类要好。 相似文献
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《测绘地理信息》2017,(4)
针对现有城镇空间增长动态过程模型多基于层级中心地理论和空间集聚效应原理,以反映单体城镇的建设用地蔓延式空间扩张为主体,不能满足我国新型城镇化战略的现状,提出了人口与土地协同城镇化的多中心城镇网络化空间增长过程分析建模的需求,研究人口-土地协同城镇化的城镇多中心空间增长格局情景模拟技术,建立基于人口迁移网络分析的城镇空间发展模拟模型。并以鄂州市为例开展实例研究,结果表明,鄂州市城镇建设用地持续增长,特别是新型的人口集聚区内城镇建设用地增长显著,城镇空间结构多中心化发展趋势明显。通过与逻辑斯蒂元胞自动机模型(Logisitic CA)模拟结果对比分析表明,顾及人口迁移驱动的城镇扩张模拟方法克服了传统CA模型难以模拟和发现新的增长中心的不足,适合多中心城镇发展格局的预测模拟。 相似文献
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为了进一步研究利用水文水力学模型和GIS结合的多情景模拟方法进行洪涝灾害风险评估,该文以台州市路桥区为研究对象,首先选取路桥区典型雨量站长序列降雨资料,采用年最大值法取样,根据暴雨强度频率适线效果确定耿贝尔型分布曲线为其理论频率曲线,采用高斯-牛顿法推求暴雨强度总公式;然后基于GIS生成路桥区的真实地表格栅,进行两类汇水区的划分;最后概化排水管网系统,基于GIS并结合SWMM模拟出不同暴雨重现期的城市内涝结果;将其与调查后的路桥区历史涝情对比可知,计算模型和参数选取较准确,在城市暴雨内涝情景模拟方面有一定的应用价值。 相似文献
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城市的快速扩张导致人地矛盾激化,土地利用效率下降.分析并预测城市发展状态,可以实现土地资源的合理配置,为城市发展提供合理规划.本文以鸡西市市辖区为例,利用Logistic-CA模型进行城市扩张模拟及趋势特征分析.结果表明:1)鸡西市在2005—2015年间城市处于低速扩张阶段,土地利用效率较低,城市发展较为分散;2)通... 相似文献