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基于元胞自动机的城市土地利用及覆盖变化的模拟研究

作　者: 方荣新
导　师: 徐泮林
学　校: 山东科技大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: 元胞自动机土地利用/覆盖变化数学统计模型城市扩展模型
分类号: F293.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 818次
引　用: 2次
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内容摘要

土地利用／覆盖变化(LUCC)是目前研究的热点问题之一。在研究土地利用／覆盖变化的过程中，由于城市的变化发展以及扩张非常迅速，因而城市土地利用／覆盖变化的研究理所当然就成了近几年研究的热点。基于此，作者根据青岛市中心城区土地利用／覆盖变化的特点，利用元胞自动机模型来模拟青岛市中心城区的土地利用／覆盖变化。1．将青岛市中心城区1980、1990、2000年三个时期的1：50000地形图进行矢量化和分类，将图像中的地类分成建设用地、农用地、水域、道路、未利用地、海洋6类。2．引用了基于CA的两种LUCC模型，即基于CA的数学统计模型和基于CA的城市扩展模型。根据青岛市的特点，对基于CA的城市扩展模型进行改进和调整，获得了基于CA的改进城市扩展模型。3．运用基于CA的数学统计模型对青岛市中心城区的土地利用变化进行模拟。利用GIS软件ArcGIS9.0统计出了3个时期不同土地利用类型的面积总量，从而计算各个时期土地利用变化的转移概率矩阵。同时考虑青岛市人口增长和经济增长这两个对建设用地起主要作用的驱动因子，获得新的转移概率矩阵，然后模拟2010年青岛市中心城区的土地利用变化并获得了较理想的效果。4．运用基于CA的改进城市扩展模型对青岛市中心城区的土地利用变化进行模拟。根据确定的转换规则，在Visual Basic6.0环境下进行实现，模拟2010年青岛市中心城区的土地利用变化并获得了较理想的效果。5．将两种模型获得的2010年青岛市中心城区的土地利用变化情况进行分析，得出了一些重要的结论。青岛市建设用地不断增加，农用地不断减少，而且建设用地的扩展在沿海岸的方向更为迅速。本文得到山东省基础地理信息与数字化技术重点实验室开放基金资助项目“基于神经元网络的城市土地利用变化模拟的理论与方法”(SD060805)的支持。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-18
  1.1 本课题研究的目的和意义  11-12
  1.2 国内外的研究现状  12-15
  1.3 主要研究内容  15-16
  1.4 本文结构安排  16-17
  1.5 论文的创新点  17
  1.6 本章小结  17-18
2 元胞自动机的理论  18-27
  2.1 元胞自动机的定义  18-20
  2.2 元胞自动机的构成  20-24
  2.3 元胞自动机的基本特点  24-25
  2.4 元胞自动机在城市土地利用变化中的应用  25
  2.5 本章小结  25-27
3 基于以的两种LUCC模型  27-36
  3.1 基于CA的数学统计模型  27-30
  3.2 基于CA的城市扩展模型  30-35
  3.3 本章小结  35-36
4 实例分析  36-55
  4.1 青岛市概况  36-37
  4.2 数据资料的收集与处理  37-42
  4.3 基于CA的数学统计模型应用过程  42-47
  4.4 基于CA的改进的城市扩展模型应用过程  47-52
  4.5 两种模型的对比分析  52-53
  4.6 本章小结  53-55
5 结论与展望  55-57
  5.1 结论  55-56
  5.2 展望  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
学习与科研经历  61-62
攻读硕士期间主要成果  62-63
详细摘要  63-76

基于元胞自动机的城市土地利用及覆盖变化的模拟研究

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