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1.
基于Logistic回归的CA模型改进方法——以广州市为例 总被引：7，自引：1，他引：6
基于Logistic回归的CA模型因其结构简单和数据要求相对较小的优势,被广泛应用于城市模拟领域,但数据的空间自相关性影响了模型机制挖掘与模拟精度。通过将影响城市发展演变的各种约束条件划分为强制和普通约束条件,以及运用主成分分析降低普通约束条件的数据相关性,构建了改进型Logistic回归CA模型,并在2000~2008年广州市城市增长模拟研究中进行应用。结果表明:与传统型Logistic回归CA模型相比,改进型Logistic回归CA模型在模型拟合度和精度上均有4%左右的提高。其中约束条件划分对非城市像元模拟精度约有6%的提高,对整体精度有3%的提高。更为重要的是,降低数据相关性后,Logistic回归CA模型对于城市扩展机制的解释更符合实际。本研究旨在寻求一种简单可行且易于构建的CA模型,探求城市发展机理,为城市规划管理提供更为准确的科学依据。 相似文献
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基于遗传算法自动获取CA模型的参数 总被引：11，自引：1，他引：10
本文提出了基于遗传算法来寻找CA模型最佳参数的方法。CA被越来越多地应用于城市和土地利用等复杂系统的动态模拟。CA模型中变量的参数值对模拟结果有非常重要的影响。如何获取理想的参数值是模型的关键。传统的逻辑回归模型运算简单,常常用来获取模型的参数值,要求解释变量间线性无关,所以获取的城市CA模型参数具有一定的局限性。遗传算法在参数优化组合、快速搜索参数值方面有很大的优势。本文利用遗传算法来自动获取优化的CA模型参数值,并获得了纠正后的CA模型。将该模型应用于东莞1988~2004年的城市发展的模拟中,得到了较好的效果。研究结果表明,遗传算法可以有效地自动获取CA模型的参数,其模拟的结果要比传统的逻辑回归校正的CA模型模拟精度高。 相似文献
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建设用地在空间上存在相互聚集或排斥的特性,并可能影响到城市扩张格局。本文在厘清建设用地内部以及不同类型建设用地之间聚集与排斥性的基础上,将其纳入到元胞自动机（CA）模型的发展适宜性与邻域影响因子计算中,以此构建顾及建设用地聚集与排斥性的CA-SAE模型,并将其应用于义乌城市扩张模拟的实证分析。结果表明：CA-SAE模型能够有效模拟不同类型建设用地的扩张状况,且模拟精度要优于传统CA模型。同时,多情景的模拟结果也证实了建设用地聚集与排斥性会影响到不同类型建设用地的空间分布及城市扩张形态。本文构建的CA-SAE模型创新性地将建设用地聚集与排斥性纳入到CA模型中,为开展面向不同类型建设用地的城市扩张模拟提供了思路与方法。 相似文献
4.
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 总被引：7，自引：0，他引：7
元胞自动机(Cellular Automata,简称CA)已越来越多地用于地理现象的模拟中,如城市系统的演化等。城市模拟经常要使用GIS数据库中的空间信息,数据源中的误差将会通过CA模拟过程发生传递。此外,CA 模型只是对现实世界的近似模拟,这就使得其本身也具有不确定性。这些不确定因素将对城市模拟的结果产生较大的影响,有必要探讨CA在模拟过程中的误差传递与不确定性问题。本文采用蒙特卡罗方法模拟了CA误差的传递特征,并从转换规则、邻域结构、模拟时间以及随机变量等几个方面分析了CA不确定性产生的根源。发现与传统的GIS模型相比,城市CA模型中的误差和不确定性的很多性质是非常独特的。例如,在模拟过程中由于邻域函数平均化的影响,数据源误差将减小;随着可用的土地越来越少,该限制也使城市模拟的误差随时间而减小;模拟结果的不确定性主要体现在城市的边缘。这些分析结果有助于城市建模和规划者更好地理解CA建模的特点。 相似文献
5.
基于复杂适应系统理论与CA模型的城市增长仿真 总被引：6，自引：1，他引：5
将复杂适应系统理论与CA模型结合,构建城市增长仿真模型,并应用该模型对西安市的城市增长过程进行仿真。结果表明,在CA中引入适应性思想更能反映城市发展的客观规律,尤其是对“城市空心化”的模拟;其中一些结论对城市规划具有积极的指导意义。 相似文献
6.
基于GIS与CA的城市扩展研究——以洛阳市为例 总被引：1，自引：0，他引：1
元胞自动机(Cellular Automata,CA)是一种"自下而上"的动态模拟建模框架,具有模拟复杂系统时空演化过程的能力。CA模型的这些特点使得它在城市增长、扩展和土地利用演化模拟等方面较为合适,成为CA应用的热点。探讨利用GIS技术开发CA模型将会改善CA模拟城市扩展的环境,建立典型的城市CA模型也会发现新的参数和转换规则。基于CA原理,结合GIS与RS技术,在ArcGIS平台中进行二次开发,构建了GIS-CA模型系统。以洛阳市为研究区域,对其城市扩展进行了模拟和预测,结果表明,将人为的规划因素加入到CA模型中,打破了CA模型只能模拟城市受自然因素影响而进行的扩展。模拟结果比较真实可信,也为下一步城市规划提供决策支持。 相似文献
7.
基于动态约束的元胞自动机与复杂城市系统的模拟 总被引：2，自引：0，他引：2
为获得复杂城市系统更理想的模拟效果,提出时空动态约束的城市元胞自动机(CA)模型。用不同区域、不同时间新增加的城市用地总量作为CA模型的约束条件,形成时空动态约束的CA模型,并利用该模型模拟1988—2010年东莞市和深圳市城市扩张过程。结果表明,利用CA模型模拟的1993年城市用地总精度比静态CA模型提高了5.86%,而且模型中的动态约束条件可以反映城市发展的时空差异性。 相似文献
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城市规划CA模型及其应用 总被引：2，自引：2，他引：0
基于CA模型,从城市规划角度,通过引入控制性详细规划层,将整个城市空间划分为不同组团片区,构建了自下而上和自上而下相结合的城市规划CA模型(UPCA),并以长沙市为例进行实证研究。结果表明:该模型简化了传统CA城市模拟模型的数据量,提高了模型的模拟精度,并增强了模型的规划决策功能,使模型具备一定的社会经济分析能力。 相似文献
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地理元胞自动机模型研究进展 总被引：6，自引：0，他引：6
元胞自动机(Cellular Automata,简称CA)是一种基于微观个体的相互作用空间离散动态模型,其强大的计算功能、固有的平行计算能力、高度动态及空间概念等特征,使它在模拟空间复杂系统的时空动态演变研究具有较强的优势。文章回顾了元胞自动机的发展历程,阐述了CA在地理学中的主要应用领域和研究进展,在此基础上,以现实世界地理实体及现代城市扩张特征为视角,分析目前CA研究所面临的问题,并对其未来的研究趋势进行了初步探讨,认为以下3个方面将是未来CA研究的热点：① 利用不规则元胞及可控邻域的CA模型,对不同规则或不同邻域地理实体的模拟研究;② 采用三维元胞自动机对现代城市扩张进行立体化模拟,以克服二维CA模型的缺陷;③ 将矢量元胞自动机模型应用于地理实体的模拟研究,进一步提高模拟精度。 相似文献
10.
多智能体与元胞自动机结合及城市用地扩张模拟 总被引：15，自引：3，他引：12
运用多智能体(Agent)和元胞自动机(CA)结合来模拟城市用地扩张的方法,将影响和决定用地类型转变的主体作为Agent引进元胞自动机模型中,Agent在CA确定的城市发展概率的基础上,通过自身及其周围环境的状况,综合各种因素的影响做出决策,决定元胞下一时刻的城市发展概率。运用Agent的决策结果,对CA模型中以随机变量体现的不确定性通过Agent决策行为给予地理意义的新解释。以城市郊区—樟木头镇为例,对1988～1993年城市用地扩张进行了模拟研究,取得了良好的模拟效果。 相似文献
11.
人工免疫系统与嵌入规划目标的城市模拟及应用 总被引：6，自引：2，他引：4
人工免疫系统(AIS) 具有强有力的计算能力, 可以通过免疫识别、克隆选择、免疫学 习、免疫记忆等功能来进行模式识别和自适应学习。AIS 所具有的自学习、自适应和记忆的能力非常适合于复杂地理过程的研究。而元胞自动机(CA) 是研究复杂系统非常方便和有效的工具。将人工免疫系统和元胞自动机相结合, 建立了城市演变的模拟和规划模型。该模型通过改变抗体的进化变异机制, 把规划目标嵌入到AIS 算法中, 抗体将会逐渐朝着规划目标“进化”, 从而模拟出基于不同规划情景的城市发展空间格局, 为城市和土地利用规划提供决 策支持。设计了6 种不同的城市发展方案, 利用该模型模拟了不同规划方案下珠江三角洲城市的发展情景(1988-2002 年)。并比较了不同模拟情景结果城市的紧凑性: “城市中心” 和 “城市中心-高速公路”发展模式的城市形态更为紧凑, 破碎度较低; 而“镇中心” 和“道路”发展模式形成的城市形态则比较凌乱和分散。模拟结果和分析表明: “城市中心-高速 公路”是珠江三角洲最适合的城市发展模式。 相似文献
12.
DAVID DODMAN 《The Geographical journal》2008,174(1):30-44
Urban centres in the Caribbean face a wide variety of infrastructural and planning challenges. One of the key strategies that has been adopted by national governments to address these challenges is the formation of urban development corporations. These are governmental agencies with powers to facilitate urban regeneration in specific areas. This paper examines the history, role and function of urban development corporations in Jamaica, Antigua and Barbuda, and Trinidad and Tobago. The Urban Development Corporation (UDC) was formed in Jamaica in 1968, the St John's Development Company (SJDC) in Antigua and Barbuda was created in 1986, and the Urban Development Corporation of Trinidad and Tobago (UDeCOTT) was established in 1994. These bodies share the characteristic of having far-reaching planning and development powers within specific areas. For example, the SJDC is able 'to acquire, manage, or dispose of lands and to lay out, construct, and maintain roads, buildings, public parks, piers, car parks, and other public amenities' within specified designated areas, whilst Jamaica's UDC is empowered 'to carry out and/or secure the laying out and development of "designated areas". These three urban development corporations can be seen to act as developers in the public interest, as agents of modernisation, and as responses to neoliberalisation. However, whilst they have succeeded in effecting large-scale transformations to the urban landscape, this has often been achieved through a top-down development process with exemption from planning regulations and little accountability to the residents of the cities. 相似文献
13.
2003-2013年中国城市形态研究评述 总被引：3，自引：0，他引：3
根据2003-2013年间在国内主要地理学、城市规划和建筑学期刊上发表的研究文献,对近10年间的城市形态相关研究的内容、方法和进展进行评述。文章在辨析城市“布局形态”、“结构形态”、“肌理形态”三大概念的基础上,将现有研究成果按城市形态影响要素分解、新技术方法应用、时间—空间维度探讨、可持续城市形态、城市形态规划、管理和控制,以及分城市、地区案例研究六大主线进行归纳,并评析现有成果的研究视角、技术方法、实践应用特点及其局限。比较中西方城市形态研究轨迹,国内研究习惯于通过实证主义的因果演绎和经验主义的案例归纳来理解现有城市的形态发展历程,并在借鉴历史经验和西方经验的基础上,寻求城市形态发展的“理想城市形态”。而西方研究则致力于寻求“可持续城市形态”的可操作性和实现方式,侧重于可持续发展的路径探索和规划应对。本文提出未来城市形态研究应更关注微观层面的肌理形态分析,应从更加温和、建设性的“时间—空间演化”视角探讨城市形态演进规律,为包容性、共生性的“可持续形态”演变发展构建理论基础。 相似文献
14.
Xun Liang Guangliang Chen Jiye Leng Youyue Wen Guangzhao Chen 《International journal of geographical information science》2020,34(10):1930-1952
ABSTRACT Modeling urban growth in Economic development zones (EDZs) can help planners determine appropriate land policies for these regions. However, sometimes EDZs are established in remote areas outside of central cities that have no historical urban areas. Existing models are unable to simulate the emergence of urban areas without historical urban land in EDZs. In this study, a cellular automaton (CA) model based on fuzzy clustering is developed to address this issue. This model is implemented by coupling an unsupervised classification method and a modified CA model with an urban emergence mechanism based on local maxima. Through an analysis of the planning policies and existing infrastructure, the proposed model can detect the potential start zones and simulate the trajectory of urban growth independent of the historical urban land use. The method is validated in the urban emergence simulation of the Taiping Bay development zone in Dalian, China from 2013 to 2019. The proposed model is applied to future simulation in 2019–2030. The results demonstrate that the proposed model can be used to predict urban emergence and generate the possible future urban form, which will assist planners in determining the urban layout and controlling urban growth in EDZs. 相似文献
15.
城镇化进程中的空间扩张和土地利用控制 总被引：13，自引：5，他引：8
随着中国快速大规模的城镇化进程,城镇人口和产业集聚带来的就业岗位、基础设施、住房和公共服务设施的矛盾日益加剧,而城镇空间的快速扩张和蔓延式发展又成为众多矛盾的焦点。本文从规划理论和经济学理论出发分析了城镇空间扩张的内在动因,通过综述英美日等国家针对城镇空间扩张而采取的土地利用控制政策的经验提出了对策建议,并通过比较研究探讨了城市土地利用的合理标准问题。研究表明,资源环境条件是城镇密度的先决条件,基于亚洲大部分国家的资源环境基础和发展中国家的实际情况,集约化的城镇空间是我国最现实、最合理的选择;交通模式、土地开发模式、住宅开发模式、道路交通税制等是影响城镇密度的关键因素,因此,公共交通比例、住宅开发形式的选择等是对城镇空间密度进行调控的重要手段;城镇密度(人均土地利用指标)的最佳标准应根据交通模式、土地开发模式、住宅开发模式等条件的不同而区别确定。欧美研究学者提出的紧凑型发展模式下的城镇合理人口密度大致在70~150人/hm2之间。基于分析和比较,本研究建议集合住宅比例在80%以上的我国大中城市的人均城镇土地利用指标采用人均80~105 m2的标准,并应在实施过程中从严控制。 相似文献
16.
Xiaoping Liu Xia Li Xun Shi Xiaohu Zhang Yimin Chen 《International journal of geographical information science》2013,27(5):783-802
Cellular automata (CA) have been increasingly used in simulating urban expansion and land-use dynamics. However, most urban CA models rely on empirical data for deriving transition rules, assuming that the historical trend will continue into the future. Such inertia CA models do not take into account possible external interventions, particularly planning policies, and thus have rarely been used in urban and land-use planning. This paper proposes to use artificial immune systems (AIS) as a technique for incorporating external interventions and generating alternatives in urban simulation. Inspired by biological immune systems, the primary process of AIS is the evolution of a set of ‘antibodies’ that are capable of learning through interactions with a set of sample ‘antigens’. These ‘antibodies’ finally get ‘matured’ and can be used to identify/classify other ‘antigens’. An AIS-based CA model incorporates planning policies by altering the evolution mechanism of the ‘antibodies’. Such a model is capable of generating different scenarios of urban development under different land-use policies, with which the planners will be able to answer ‘what if’ questions and to evaluate different options. We applied an AIS-based CA model to the simulation of urban agglomeration development in the Pearl River Delta in southern China. Our experiments demonstrate that the proposed model can be very useful in exploring various planning scenarios of urban development. 相似文献
17.
收缩型城市:认知误区、统计甄别与测算反思 总被引：1，自引：1，他引：0
收缩型城市是中国城镇化、空间规划与城市治理的全新命题。论文在简要梳理收缩型城市相关文献的基础上总结了当前收缩型城市研究在中国的认知误区。因人口统计口径不一致、划分标准不可比、数量属性与地域空间脱节等原因给科学清晰的识别收缩型城市提出了挑战。在周一星、史育龙（1995）建议的基础上,论文提出了基于实体地域对比与行政地域互验来分析全国城市人口的增减变化及收缩型城市的甄别框架,测算表明：全国有114个建制市2010年的“城人口”规模低于2000年“市人口”规模,但由于2000年“市人口”的偏大统计以及2010年“城人口”存在的“个别水分”,这些城市也未必就全是“收缩型城市”;在剔除乡村人口较高的“城市型政区”后,全国2000年和2010年人口处于净流出状态的建制市分别为56个和75个。论文认为：中国应尽快建立城市实体地域概念,推进城市化区域协同统计制度;要构建“时空对齐”的全国常住人口地理信息系统数据库并综合考虑各地行政区划建制差异,持续推进城乡人口的精准划分。 相似文献
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A. M. García I. Santé M. Boullón R. Crecente 《International journal of geographical information science》2013,27(8):1593-1611
Cellular automata (CA) stand out among the most commonly used urban models for the simulation and analysis of urban growth because of their ability to reproduce complex dynamics, similar to those found in real cities, from simple rules. However, CA models still have to overcome some shortcomings related to their flexibility and difficult calibration. This study combines various techniques to calibrate an urban CA that is based on one of the most widely used urban CA models. First, the number of calibration parameters is reduced by using various statistical techniques, and, second, the calibration procedure is automated through a genetic algorithm. The resulting model has been assessed by simulating the urban growth of Ribadeo, a small village of NW Spain, characterized by low, slow urban growth, which makes the identification of urban dynamics and consequently the calibration of the model more difficult. Simulation results have shown that, by automating the calibration procedure, the model can be more easily applied and adapted to urban areas with different characteristics and dynamics. In addition, the simulations obtained with the proposed model show better values of cell-to-cell correspondence between simulated and real maps, and the values for most spatial metrics are closer to real ones. 相似文献