论文部分内容阅读
元胞自动机模型是(CellularAutumata,CA)一种时间、空间、状态都离散,空间上的相互作用及时间上的因果关系皆局部的网格动力学模型。CA以其自身“自下而上”的模拟能力,强大的离散计算功能,固有的时空平行算法被广泛应用于城市形态和土地利用变化的模拟和预测研究中,体现了城市土地利用在空间和数量上的双重变化。但现有的研究中,将自上而下的土地规划引导与约束加入元胞自动机中模拟土地利用变化的模型较少且针对性不强,缺少对土地规划和空间发展策略的时空分异性约束,阶段性约束和区域性约束的量化表达。因此,本文利用土地规划的用地功能分类和约束条件的动态性改进了约束性城市土地利用变化元胞自动机,构建了土地规划约束下的城市土地利用变化元胞自动机模型。本研究首先从元胞自动机的基础理论和土地规划“三界四区”对于土地利用变化的影响分析出发,归纳分类了土地利用变化因子,分析了土地规划约束对于土地利用变化的影响并将其分类为全局约束条件、区域约束条件和土地规划功能分区约束条件。最后在此基础上构建了土地规划约束下的城市土地利用变化元胞自动机模型并进行了实例验证。主要研究内容和成果如下:(1)梳理了元胞自动机模型在城市用地变化模拟的应用和表达。分析了土地规划对于城市土地利用变化的影响并对土地利用变化影响因子进行了分析和重分类。(2)研究了土地利用因子和土地规划和城市规划相关性数据,划分土地规划约束条件为三类即全局约束条件、区域约束条件和土地规划功能分区约束条件。利用二元逻辑回归模型、缓冲区、规划系数等约束条件的模型化,提出了动态规划发展因子,依据一般发展与优先发展级别确定了规划发展影响表达式和系数的推演,建立了土地利用变化约束条件的最终表达模型。(3)在耦合土地规划约束条件于元胞自动机模型中的基础上,建立了土地规划约束下的城市土地利用变化元胞自动机转换规则,构建了土地规划约束下的城市土地利用变化元胞自动机并确立了模型参数的设立与纠正规则。(4)以南京市区多期历史土地利用数据、总体规划数据和交通道路数据等为例,将创建的土地规划约束下的城市土地利用变化元胞自动机应用于研究区中。模拟了南京市市区2000年、2005年的土地利用变化。利用Lee-Sallee系数和Kappa系数对比分析实际情况和模拟情况,验证了模型的精度和实用性。