基于矢量元胞自動機的啟東市城區(qū)土地利用變化模擬與分析.pdf

1、在一系列土地利用變化模型中，元胞自動機(Cellular Automata, CA)模型是一種時間、空間、狀態(tài)都離散的微觀動力學模型，它可以通過局部轉(zhuǎn)換規(guī)則對研究區(qū)全局的時空演化過程進行空間運算，是最常用的土地利用變化模型之一。
　　傳統(tǒng)的柵格CA具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、計算效率高等特點，但是由于柵格CA的元胞呈規(guī)則排列，鄰居的劃分方式相對單一和固定并且存在尺度依賴性，使得柵格CA在較真實地表達不規(guī)則研究區(qū)的土地利用變化過程中存在一定的

2、不足，限制了柵格CA模擬復雜地理現(xiàn)象的能力。本文針對柵格CA的形狀規(guī)則一致等問題，以復雜性科學和離散數(shù)學方法為基礎(chǔ)理論，研究矢量元胞自動機的原理與方法，構(gòu)建基于矢量CA的VecCA土地利用變化模型。同時，以啟東市城區(qū)為研究區(qū)域，模擬研究區(qū)在2002-2007年間的土地利用變化過程，并對模擬的結(jié)果進行評價和分析。
　　本文的主要研究內(nèi)容與研究成果如下:
　　(1)對矢量元胞自動機和柵格元胞自動機在元胞定義、鄰居劃分方法、轉(zhuǎn)換規(guī)

3、則等方面的差異進行對比和分析。
　　(2)根據(jù)對研究區(qū)土地利用的空間統(tǒng)計，分析研究區(qū)土地利用變化的空間驅(qū)動因子的影響，并利用變異分析、相關(guān)分析和主成分分析方法，建立研究區(qū)土地利用變化空間因子權(quán)重公式。研究基于促進關(guān)系的鄰居元胞劃分方法，針對矢量CA的轉(zhuǎn)換規(guī)則設(shè)定方法。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合矢量元胞定義和矢量元胞空間定義等參數(shù)，建立基于矢量CA的土地利用變化模型VecCA。
　　(3)在Visual Studio2008平臺上，基于