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基于CA模型的城市空间扩展研究

作　者: 王新云
导　师: 王伟；张松波
学　校: 武汉大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: 城市空间扩展模拟元胞自动机地理信息系统
分类号: F224
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 827次
引　用: 11次
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内容摘要

元胞自动机(cellular Automata,简称CA)是一种时间、空间都离散的动力学模型,是研究复杂系统随着时空变化的典型方法,特别适合对复杂系统的时空动态变化的模拟。城市的发展受到自然、社会、经济等多种因素的相互作用,具有不确定性、混沌等复杂系统的基本特性。对城市发展的动态演化模拟,为我们理解城市的发展规律和特征,对制定城市发展规划有指导意义。本文首先介绍了CA模型目前的研究现状,然后对CA模型的原理做了详细的介绍和论述,在此基础上综合分析CA模型在城市空间扩展变化中的应用研究。随后本文在理论的基础上将传统的CA原理进行了扩展,并对武汉市的城市发展变化进行验证。最后,作者在介绍上述理论的基础上,用实验的方法来验证CA模型在研究城市发展的变化方面是切实可行的。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-12
  第一节中国城市发展现状  8-9
  第二节研究本课题的目的和意义  9-10
  第三节目前国内外的研究现状  10-11
  第四节本论文的研究内容  11-12
第二章元胞自动机介绍  12-22
  第一节元胞自动机的发展历程  12-13
  第二节 CA的原理介绍  13-20
    2.2.1 自动机  13-14
    2.2.2 CA的原理  14-18
    2.2.3 CA模型的基本特点  18-19
    2.2.4 元胞自动机在城市模型中的应用  19-20
      2.2.4.1 克拉克的城市扩展模型  19
      2.2.4.2 CA模型的扩展  19-20
  第三节 CA与GIS集成用于时空动态建模分析  20-21
  第四节传统元胞自动机模型存在的问题  21-22
第三章一般CA模型的扩展  22-31
  第一节灰色局势决策理论  22-25
    3.1.1 确定事件、明确对策  22
    3.1.2 效果测度  22-23
    3.1.3 效果测度矩阵  23-24
    3.1.4 决策准则  24
    3.1.5 多目标局势决策与CA的结合  24-25
  第二节层次分析法(AHP)  25-31
    3.2.1 层次分析法的基本原理介绍  25-30
    3.2.2 层次分析法在CA中的应用  30-31
第四章城市空间扩展模型的建立  31-36
  第一节城市空间扩展基本框架  31-32
  第二节模型的建立过程  32-36
    4.2.1 定义元胞  32
    4.2.2 元胞的状态集定义  32-33
    4.2.3 元胞的演变规则  33-36
第五章实验分析与结果—以武汉市为例  36-45
  第一节武汉市概况  36-38
    5.1.1 自然条件  36-37
    5.1.2 社会经济条件  37-38
    5.1.3 土地利用情况  38
  第二节数据资料的收集与准备、处理  38-39
  第三节实验系统的设计  39-41
    5.3.1 Arcview3.2介绍  40
    5.3.2 系统结构  40-41
  第四节实验结果分析  41-45
    5.4.1 模拟结果  41-42
    5.4.2 不同政策方案下的实验结果  42-44
    5.4.3 实验总结  44-45
第六章论文总结  45-47
  第一节总结  45-46
  第二节建议和展望  46-47
参考文献  47-51
致谢  51

基于CA模型的城市空间扩展研究

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