论文部分内容阅读
在一系列土地利用变化模型中,元胞自动机(Cellular Automata, CA)模型是一种时间、空间、状态都离散的微观动力学模型,它可以通过局部转换规则对研究区全局的时空演化过程进行空间运算,是最常用的土地利用变化模型之一。传统的栅格CA具有数据结构简单、计算效率高等特点,但是由于栅格CA的元胞呈规则排列,邻居的划分方式相对单一和固定并且存在尺度依赖性,使得栅格CA在较真实地表达不规则研究区的土地利用变化过程中存在一定的不足,限制了栅格CA模拟复杂地理现象的能力。本文针对栅格CA的形状规则一致等问题,以复杂性科学和离散数学方法为基础理论,研究矢量元胞自动机的原理与方法,构建基于矢量CA的VecCA土地利用变化模型。同时,以启东市城区为研究区域,模拟研究区在2002-2007年间的土地利用变化过程,并对模拟的结果进行评价和分析。本文的主要研究内容与研究成果如下：(1)对矢量元胞自动机和栅格元胞自动机在元胞定义、邻居划分方法、转换规则等方面的差异进行对比和分析。(2)根据对研究区土地利用的空间统计,分析研究区土地利用变化的空间驱动因子的影响,并利用变异分析、相关分析和主成分分析方法,建立研究区土地利用变化空间因子权重公式。研究基于促进关系的邻居元胞划分方法,针对矢量CA的转换规则设定方法。在此基础上,结合矢量元胞定义和矢量元胞空间定义等参数,建立基于矢量CA的土地利用变化模型VecCA。(3)在Visual Studio2008平台上,基于ArcEngine9.3,实现矢量CA原型系统的开发,并以2002年启东市城区土地利用数据为依据,对研究区在2007年的土地利用状况进行模拟。此外,还将基于本矢量模型的模拟结果与研究区在2007年的真实情况进行对比,对模拟结果的精度进行评价,分析造成误差的原因。