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基于多智能体系统的空间决策行为及土地利用格局演变的模拟 总被引：7，自引：0，他引：7
探讨了基于多智能体系统(MAS)的城市土地利用动态变化模拟的新方法. 模型是由相互作用的环境层和多智能体层组成. 旨在探索城市中居民、房地产商、政府等多智能体之间, 以及多智能体与环境之间的相互作用而导致城市空间结构的演化过程. 以广州市海珠区为实验区, 模拟了其1995~2004年的土地利用动态变化情况. 并与元胞自动机(CA)模型进行了对比研究, 结果表明MAS在模拟较为复杂的城市时比CA有更高的精度和更接近实际的空间格局. 相似文献
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面向防震减灾的人口数据空间化研究——以2007年宁洱地震灾区为例 总被引：1，自引：0，他引：1
入口是地震灾害的重要受灾体,准确的入口空问分布信息是防震减灾工作的重要依据.本文借助地理信息系统,将人口统计数据与高分辨率遥感数据相结合,应用基于居民地的人口数据空间化方法,模拟人口空间分布.首先根据城市人口—面积异速生长模型的分形几何意义,推导出城乡人口一面积统一模型;进而以2007年宁洱地震灾区为例,在建立居民地分类体系和遥感解译标志的基础上,目视解译获得准确的居民地信息;最后应用城乡人口—面积统一模型获得网格人口密度矢量数据.经检验,本文的结果达到了较高的精度.同时在人口数据空间化完成的基础上,以地震受灾人口估算为例,探讨了人口数据空间化在防震减灾中的应用.研究结果表明,基于网格人口矢量数据的受灾人口估算结果更能客观反映地震灾情,可以为防震减灾和应急救援工作提供可靠的依据. 相似文献
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利用地脉动进行地球物理无源探测技术,并基于地脉动观测的水平分量与竖直分量谱比法(H/V),获取沉积层卓越频率和沉积盖层厚度已得到较广泛的应用。本文从正演的角度出发,分别建立了水平层状、倾斜层状和不均匀构造三种由简单到复杂的模型,采用时域有限差分方法(FDTD)模拟地脉动随机源的探测数据,将数值模拟获得的数据利用H/V谱比法(Nakamura方法)进行反推,与原模型设置值相对比符合良好,表明FDTD的全波正演能很好地模拟获得各种模型在随机源激发下产生的稳定波场信息,为应用地脉动探测研究城市沉积层提供了科学的依据。 相似文献
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知识发现及地理元胞自动机 总被引：39，自引：2，他引：39
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. CA具有很强的模拟复杂系统的能力. CA的核心是如何定义转换规则, 但目前还没有很好定义转换规则的方法. 主要是采用启发式的方法来定义转换规则, 受主观因素影响很大. 而且, 这些转换规则基本是通过数学公式来隐含表达, 在反映复杂关系时有一定的局限性. 利用数据挖掘技术从GIS和遥感数据中发现知识, 自动找到CA的转换规则, 大大缩短了建模所需要的时间, 并改善了模拟效果. 相似文献
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森林生态系统持续的碳吸收能力在很大程度上取决于净初级生产力(NPP)的增长趋势及生态系统碳周转的时间,因此,获取生态系统碳周转时间的空间分布格局是有效评估生态系统碳汇潜力的基础.本研究采用数据-模型融合方法,基于区域生态系统碳循环过程模型(TECO-R),结合生态系统观测数据(NPP、生物量及土壤有机碳)、遥感数据(NDVI)及气象、植被与土壤等辅助空间数据,利用遗传算法(Genetic Algorithm)反演了中国森林生态系统各碳库的周转时间及分配系数,并在此基础上估算了平衡状态下森林生态系统碳周转时间的空间分布格局.研究结果表明:数据-模型融合技术能有效地反演中国森林生态系统碳循环过程模型中的关键参数,从而很好地模拟中国森林生态系统的碳循环过程;反演的中国森林生态系统的碳周转时间在空间上存在很大的异质性,其值大多介于24～70年之间;不同森林类型的统计结果表明,落叶针叶林与常绿针叶林的平均周转时间最大(分别为73.8与71.3年),其次是混交林与落叶阔叶林(38.1与37.3年),而常绿阔叶林的值最小(31.7年);从全国尺度看,中国各种森林生态系统总的碳周转时间的均值为57.8年. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2017,(7)
城市土地利用/覆盖变化及其生态环境效应是当前城镇化研究的热点问题,但是由于城市内部空间结构异质性刻画不足,以及与城市地表热环境之间定量关系认识不足,严重制约其在城市生态规划管理方面的应用能力.本研究耦合城市地理学"空间结构理论"和城市气候学"地表能量平衡原理",提出了城市地表结构与热环境调控新的理念,揭示了城市空间结构与地表热环境之间的互馈机制;并自主研发了地表覆盖结构组分与热环境调控模型(EcoCity),确定了城市地表热环境生态调控阈值.基于实验观测、遥感反演和气象资料等数据,揭示了城市内部生活空间、生产空间、服务空间和生态空间分布格局以及相应的城市不透水地表、绿地和水域等地表覆盖组分布局模式对城市热岛形成的地表辐射与热通量影响程度.结论表明,不同城市功能区之间热环境的差异与其地表覆盖组分关系密切,商业、住宅等高密度城市不透水地表区,会显著增加显热通量起到升温作用,而绿地、水域等生态功能区会显著增加潜热通量起到降温作用.我们也发现,不同功能区由于其绿地组分比例差异导致植被热耗散作用不同,而且存在一定的生态阈值,对于商业、交通道路和住宅等高密度城市不透水地表功能区,其城市绿化工程对于提升植被潜热耗散效率更加有效,导致单位植被盖度的降温效果更为显著.同时也表明,EcoCity模型为城市地表结构特征和地表热通量之间耦合作用机制的理解和时空特征分析提供了有效的支撑,而且对于特定规模城市热岛缓减以及不同功能区绿化控制指标和阈值的界定,提供了普适性通用的计算模型系统,从而科学有效的服务于城市生态规划与管理. 相似文献
7.
探地雷达数值模拟中,时域有限差分法在时间和空间上一般采用二阶精度的中心差分近似(FDTD(2,2)),其形式简单,但数值色散误差较大,在复杂模型模拟时不能很好地反映模型的精细变化.高阶时域有限差分法能很好地改善数值色散带来的误差,提高模拟精度.本文基于三维高阶时域有限差分法的基本原理实现了探地雷达正演模拟,采用单轴各向异性完全匹配层(UPML)作为吸收边界条件,可以有效地吸收外向传播的电磁波,在大大地提高计算效率的同时,也能很好地改善边界的吸收效果.分析对比正演模拟结果,通过三维高阶时域有限差分正演能获得目标体准确电磁响应信息,并能很好的提高模拟精度. 相似文献
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本文针对射线类偏移成像当中的速度模型光滑处理问题,借鉴数字图像处理当中的偏微分方程法,基于能量泛函,应用变分方法导出基于速度模型的偏微分方程实现射线类偏移成像当中的速度模型的光滑处理.由于偏微分方程法具有线性叠加特性、模型解的唯一性和局部特征保持性,因此,应用该算法可以实现基于原始速度模型空间结构的模型光滑处理.通过在原始速度模型以及光滑处理后的速度模型上计算速度的空间分布以及地震波走时、射线路径可以得出,偏微分方程法对速度模型的光滑处理能够很好地保持原始模型的空间结构,偏移成像结果也证明了该方法的实用性. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2016,(9)
利用2000和2010年的全球30m分辨率地表覆盖数据,以我国320个地级以上城市为对象,建立城市扩张强度的对数正态分布拟合模型,并提出测度城市扩张强度基本特征的峰位置、半峰宽和偏度等参数.结果表明:对数正态分布拟合方法能够表征中国城市扩张强度随距离而变化的空间分布规律及其差异,具有代表性、区分性和一定的鲁棒性与抗干扰能力.特征参数进一步揭示出不同规模城市扩张的差异性,即:规模较大城市具有强烈的向外围扩张趋势,且扩张强度和影响力高于其他城市,但大多数城市的扩张发生在距城市中心较近的区域,影响范围有限;城市扩张强度及空间延续性与城市原有规模密切相关. 相似文献
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基于CA的城市演变的知识挖掘及规划情景模拟 总被引：4，自引：0，他引：4
城市演变过程是复杂的动态系统, 掌握其规律在城市理论和资源环境管理中有重要意义. 利用元胞自动机(CA)进行城市模拟可以帮助认识城市形态的演变过程, 并为其调控提供决策依据. 传统方法在确定CA模型的参数时有一定局限性, 采用遗传算法有效地获取CA模拟的参数. 这些参数在城市形态的演变模拟中起到控制性的作用. 以珠江三角洲为例, 针对目前普遍存在的沿公路“摊大饼”式无序蔓延的发展模式, 提出根据紧凑式城市发展理论, 对不同的城市发展形态进行评价, 获取好的控制性参数, 从而模拟出合理的城市形态, 为区域的城市空间形态的调控提供决策依据. 相似文献
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利用蚁群智能挖掘地理元胞自动机的转换规则 总被引：3，自引：0，他引：3
提出了基于蚁群智能算法(Ant Colony Optimization, ACO)的地理元胞自动机(ACO-CA). 元胞自动机(CA)具有模拟和预测复杂的地理现象演变过程的能力. CA 的核心是如何定义转换规则, 但目前的方法所获取的转换规则大都是隐含的, 是通过数学公式来表达. 当研究区域较复杂时, 确定CA的模型结构和参数有一定困难, 需要使用智能式的方法获取有效的转换规则. 提出了一种基于蚁群智能来自动获取地理元胞自动机转换规则的新方法. 该方法所提取的转换规则毋需通过数学公式来表达, 能更方便和准确地描述自然界中的复杂关系, 并且这些规则比数学公式更容易让人理解. 将ACO-CA应用于广州市的城市模拟实验中, 取得了较好的结果. 并与See5.0决策树模型进行了对比研究, 对比实验结果表明: 蚁群智能算法在提取CA转换规则时比See5.0 模型更具有优势. 相似文献
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基于HJ-CCD和MODIS的吉林省中西部湖泊透明度反演对比 总被引：2，自引：0，他引：2
水体透明度能够反映光在水体中的穿透程度,影响水生植被及以光为依赖条件的水生生物的分布,获取透明度的传统方法是采用透明度盘进行测量,但也可以通过遥感方法获得.环境减灾卫星是专门用于环境与灾害监测预报的小卫星星座,影像覆盖范围广,空间、时相分辨率较高,可以为水环境遥感提供较好的数据源.MODIS数据在近岸水体和内陆大型湖泊水环境监测中也有广泛应用,它的时相分辨率也很高,但空间分辨率低.利用HJ-1A卫星CCD数据和MODIS日反射率产品(MOD09GA),以2012年9月吉林省石头口门水库、二龙湖、查干湖、月亮泡等地的实测透明度为基础(实测点数74个,最小值为0.134 m,最大值为1.410 m,平均值为0.488 m),根据灰色关联度选取构建模型的波段组合,建立水体透明度反演模型.HJ1A-CCD数据与MOD09GA数据建立的模型R2分别为0.639和0.894,均方根误差(RMSE)分别为0.248和0.135,模型验证的平均相对误差(MRE)分别为17.1%和9.5%,RMSE分别为0.207和0.089.MODIS数据以其较高的辐射分辨率使模型精度较高,但是HJ数据在应用于透明度小于1 m的水体时精度也较高(MRE=13.5%,RMSE=0.066).HJ-CCD数据在空间分辨率上的优势使其能够获得透明度空间分布的细节信息.比较两者反演得到的湖泊平均透明度,结果较为一致. 相似文献
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研究适应信息化时代特征的矿产资源潜力制图新技术、新方法对推动矿产资源评价理论与技术的发展具有重要的意义.笔者把GIS技术、图像分类算法和空间统计学理论进行有机集成,在空间统计学的空间结构分析技术和遥感图像纹理分类算法的基础上,提出了一种以综合地学数据（地质、地球物理、地球化学和遥感图像数据等）为基本数据源的矿产资源潜力自动制图方法.该方法的技术流程为：①数据准备,即对地球物理和地球化学勘探数据进行预处理,生成一个物化遥综合图像文件;②图像空间结构性分析和纹理图像生成,以综合地学图像为研究对象,用空间统计学的结构分析技术研究地学数据综合图像的空间结构性,生成纹理图像;③纹理图像多元分类,用实验变差函数纹理分类方法对研究区进行多元分类,生成分类专题图;④分类后处理,用叠置分析修正空间分类结果,生成区域矿产资源潜力分布图. 相似文献
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基于NIR-Red光谱特征空间的土壤水分监测新方法 总被引：17，自引：0，他引：17
干旱是一种频繁发生的自然灾害, 而土壤水分作为干旱监测最重要的指标, 一直成为干旱遥感监测研究的重点内容. 利用经过几何精校正和大气校正的ETM＋近红外(Nir)、红光(Red)波段反射率建立Nir-Red光谱特征空间, 根据土壤水分在该特征空间的分布规律, 提出了遥感监测土壤水分的新方法, 并建立了基于Nir-Red光谱特征空间的土壤水分监测模型(SMMRS). 利用野外测定的不同深度土壤水分数据验证了SMMRS模型. 计算结果表明SMMRS模型观测值变化曲线和实测土壤水分变化趋势保持一致, 与5 cm和0~20 cm平均土壤水分相关系数分别为0.80和0.87. 认为基于Nir-Red光谱特征空间的SMMRS简单、易于构建, 有一定的应用价值和推广意义. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2016,(2)
熵模型和理论为城市土地利用及人口空间分布定量描述提供了新的思路,被广泛应用于城市发展定量研究中.然而,最初的空间熵模型并未能体现出城市地理空间异质性,并且大多数相关模型并未将空间离散化,也即距离,这一基本地理要素考虑在内.基于此,本研究建立了一个综合重力和空间离散分布理论的熵模型,以体现距离及空间分布结构对于城市人口和土地利用熵值的影响.模型以相对人口密度空间分布为起点,定义其对总体熵的贡献随距城市中心距离增加而增加,从而使模型能够体现跳跃式土地利用对熵值的影响.此外,人口密度的引入也避免了原模型熵值为负的可能,从而使模型能够区分同样规模土地利用下不同利用模式对熵值的影响.模型分析验证表明改进的重力-空间熵模型较原模型更为合理.研究采用上海市城市建设用地及人口统计历史数据对模型进行验证.结果显示,上海市的土地利用和人口空间分布熵值在过去的30年稳步增长,这与上海市的人口和城市用地变化统计数据变化一致.此外,分区熵值贡献地图显示模型熵值计算结果与各区县城市发展政策及进程一致. 相似文献
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研究了SMA(shape memory alloy)绞线-叠层橡胶复合支座的工作原理,将结构控制理论中的结构状态空间法应用到该复合支座隔震结构的数值模拟分析中。建立了普通框架、安装叠层橡胶支座和安装SMA复合支座框架的结构状态方程,应用SIMULINK工具箱建立结构仿真模型,得出不同条件下框架结构的时程反应曲线。通过对比分析可以看出SMA-复合支座能很好地改变结构的隔震效果,应用状态空间法进行SMA-复合支座隔震结构的数值模拟分析简单准确。 相似文献
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利用多源数据将建筑物空间分布格网化,得到格网的单元数据,为区域地震灾害损失预评估和地震灾后快速评估提供较为详尽的建筑物格网数据支撑.以宁夏回族自治区平罗县为例,在数字城市建筑物数据、地理国情监测建筑物数据等基础上,结合高分辨率遥感影像进行目视解译,判读和更新建筑物图斑,再通过外业调绘、无人机航拍等手段对建筑物进行验证调查,得到完整的单体建筑物数据.最后再通过GIS软件的空间运算赋值,得到500m×500m的建筑物格网数据.结果表明:运用该方法得到的平罗县空间化建筑物格网数据,能够更真实地表达建筑物空间分布特点,对破坏性地震的灾害损失快速评估以及应急救援决策部署有很好的指导意义. 相似文献