Part 3 Specialized aspects of GIS and spatial analysis     

Paul W. Box 《Journal of Geographical Systems》2000,2(1):49-54

GIS and spatial analysis is suited mainly for static pictures of the landscape, but many of the processes that need exploring are dynamic in nature. Dynamic processes can be complex when put in a spatial context; our ability to study such processes will probably come with advances in understanding complex systems in general. Cellular automata and agent-based models are two prime candidates for exploring complex spatial systems, but are difficult to implement. Innovative tools that help build complex simulations will create larger user communities, who will probably find novel solutions for understanding complexity. A significant source for such innovations is likely to be from the collective efforts of hobbyists and part-time programmers, who have been dubbed “garage-band scientists” in the popular press.  相似文献   

基于核主成分元胞模型的城市演化重建与预测   总被引：3，自引：1，他引：2  

冯永玖  刘妙龙  童小华  刘艳  韩震 《地理学报》2010,65(6):665-675

通过元胞自动机(CA)模拟和重建城市演化的复杂非线性过程,对于城市土地利用规划和决策具有指导意义。利用传统线性方法获取的地理CA转换规则,较难刻画城市演化的时空动力学过程。基于核主成分分析方法(KPCA),通过核函数映射,在高维特征空间下不仅能够对多重共线的空间变量进行非线性降维,且由此建立的地理元胞模型KPCA-CA参数物理意义明确,能够较好地体现城市化过程的非线性本质。基于GIS环境下自主研发的地理模拟框架SimUrban,利用该KPCA-CA模型模拟和重建了快速城市化区域上海市嘉定区1989-2006年城市演化过程,并预测了研究区2010年的城市空间格局。模拟结果显示,嘉定区城市主要沿中心区域及主干道路而扩展,体现了KPCA方法提取的前两个主成分的作用,与城市实际发展情况相符。利用混淆矩阵和面积控制精度等指标,对模拟结果进行了评价,得到总体精度为80.67%、Kappa系数为61.02%,表明模拟结果与遥感分类结果及统计结果符合程度较好;与传统基于线性方法的地理CA模型比较,KPCA-CA模型模拟结果精度更高。  相似文献   

Toward Optimal Calibration of the SLEUTH Land Use Change Model   总被引：3，自引：0，他引：3  

Charles Dietzel  Keith C Clarke 《Transactions in GIS》2007,11(1):29-45

SLEUTH is a computational simulation model that uses adaptive cellular automata to simulate the way cities grow and change their surrounding land uses. It has long been known that models are of most value when calibrated, and that using back‐casting (testing against known prior data) is an effective calibration method. SLEUTH's calibration uses the brute force method: every possible combination and permutation of its control parameters is tried, and the outcomes tested for their success at replicating prior data. Of the SLEUTH calibration approaches tried so far, there have been several suggested rules to follow during the brute force procedure to deal with problems of tractability, most of which leave out many of the possible parameter combinations. In this research, we instead attempt to create the complete set of possible outcomes with the goal of examining them to select the optimum from among the millions of possibilities. The self‐organizing map (SOM) was used as a data reduction method to pursue the isolation of the best parameter sets, and to indicate which of the existing 13 calibration metrics used in SLEUTH are necessary to arrive at the optimum. As a result, a new metric is proposed that will be of value in future SLEUTH applications. The new measure combines seven of the current measures, eight if land use is modeled, and is recommended as a way to make SLEUTH applications more directly comparable, and to give superior modeling and forecasting results.  相似文献   

Cellular distribution of Pb and As in leaves of metal-scavenging plant Viola principis H. de Boiss     

《中国地球化学学报》2006,25(B08):250-251

  相似文献   

土地变化模型方法综述   总被引：3，自引：2，他引：1  

戴尔阜  马良 《地理科学进展》2018,37(1):152-162

土地系统变化长期以来不仅是地理学研究热点,也是资源环境经济学、生态学、城市规划等多学科领域关注的主题。构建模型模拟土地变化能够促进理解人地相互作用机制,模拟结果可为土地资源优化与资源环境政策制定提供依据。不同研究者基于不同学科理论、应用多种方法构建土地变化模型,模型从早期关注自然覆被类型变化发展到对人类决策行为的刻画,从统计方法发展到更突出空间分布的元胞自动机方法,以及更聚焦土地变化过程的经济学方法和多主体方法。未来土地变化模型发展方向为：在多尺度进行多方法耦合,对土地变化过程进行更为明晰地刻画,将土地变化模型与其他地球系统模型耦合等方面,进一步能够促进解释复杂人地系统,并推进模型在决策支持层面的应用。  相似文献   

真实感云的快速渲染算法的研究与实现     

杨勋才  余贞侠  谢依妨 《成都信息工程学院学报》2014,29(4):353-359

云是自然场景最常见的自然现象,然而其不规则的外观和复杂的运动使云的模拟难度很大。在分析和研究了元胞自动机建模方法的基础上,采用元胞自动机生成云的初始模型,通过billboard的自转简化云的运动算法,并将单向散射与多重散射相结合的方式构造云的光照模型。通过该方法提高了云渲染的效率,同时满足了云场景的真实性。实验结果表明,该算法能以较高的帧率实现云的仿真效果同时不失真实性。  相似文献   

国土空间规划视角下的城镇开发边界划定和空间管控体系构建     

陈霆  徐伟铭  吴升  刘洁 《地球信息科学学报》2022,24(2):263-279

新时期国土空间规划背景下,科学合理地划定城镇开发边界,建立健全的国土空间用途管制制度是有序引导国土空间各类开发保护行为的重要举措。本文以福州市为例,构建了一种全域多维度国土空间管控体系,将其管控约束条件嵌入未来土地利用格局模拟中。同时,顾及区域空间异质性和时空依赖性,设计了一种服务于城镇开发边界划定的集成地理分区策略、深度学习技术、FLUS模型功能模块的时空元胞自动机ST-CA(Spatio-Temporal Cellular Automata)模型。基于已有成果集成三区三线,开展"划管结合"思维下的空间管控应用研究。结果表明:(1)顾及区域空间异质性和时空依赖性的ST-CA模型可以有效提高土地利用变化模拟精度(OA指标从95.95%提升至98.34%),实现更为真实、准确的地理模拟过程;(2)地理模拟过程中嵌入管控约束条件,可引导城镇、农业和生态3类空间合理布局且规模可控,基于模拟结果划定的城镇开发边界能有效避开规划保护用地;(3)未来模拟预测结果结合管控预警值可看出,福州市主城区及周边区县的城镇扩张形势比较严峻,未来亟需对福州市国土空间格局进行合理调控;(4)边界变化趋势特征表明划...  相似文献   

创伤弧菌内膜脂蛋白MFP4的克隆、表达及细胞定位研究          下载免费PDF全文

张梦琳  马宏姝  祝清松  李珂  王文琪  陈师勇 《海洋科学》2023,47(1):45-53

创伤弧菌是一种海洋环境中的重要病原菌。细菌脂蛋白是一类细菌重要的具有不同生理功能的膜蛋白,以大肠杆菌为代表的经典革兰氏阴性菌脂蛋白分泌规律遵循“+2规则”。为探究海洋环境中革兰氏阴性菌的细菌脂蛋白分泌机制是否有别于其他环境中的革兰氏阴性菌,本研究克隆并表达了创伤弧菌的MFP4脂蛋白,该脂蛋白N端成熟肽段第二位(+2位)氨基酸为甘氨酸,根据“+2规则”理论上应定位于细胞外膜。实验利用细菌外膜小体分离鉴定法,在表达MFP4重组脂蛋白的创伤弧菌中对其进行细胞定位后发现, MFP4生物合成后定位于细胞内膜。实验进一步构建了MFP4蛋白N端序列与红色荧光蛋白RFP的融合脂蛋白基因MFP4tether-RFP并在创伤弧菌中表达,细胞定位结果发现该重组融合脂蛋白仍然定位于细胞内膜,说明MFP4成熟脂蛋白的N端携带内膜细胞定位的信息。实验同时构建并表达了外膜脂蛋白LptE的N端序列与RFP的融合重组脂蛋白LptEtether-RFP,该蛋白具有与MFP4相同的N端+2位氨基酸(Gly+2),与MFP4 tether-RFP融合脂蛋白仅有(+3—+10位)8个氨基酸序列的差异。实验发现该融合脂蛋白定位于...  相似文献