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基于神经网络的元胞自动机及模拟复杂土地利用系统 被引量：213
1
作者 黎夏 叶嘉安 《地理研究》 CSCD 北大核心 2005年第1期19-27,共9页
本文提出了基于神经网络的元胞自动机 (CellularAutomata), 并将其用来模拟复杂的土地利用系统及其演变。国际上已经有许多利用元胞自动机进行城市模拟的研究, 但这些模型往往局限于模拟从非城市用地到城市用地的转变。模拟多种土地利... 本文提出了基于神经网络的元胞自动机 (CellularAutomata), 并将其用来模拟复杂的土地利用系统及其演变。国际上已经有许多利用元胞自动机进行城市模拟的研究, 但这些模型往往局限于模拟从非城市用地到城市用地的转变。模拟多种土地利用的动态系统比一般模拟城市演化要复杂得多, 需要使用许多空间变量和参数, 而确定模型的参数值和模型结构有很大困难。本文通过神经网络、元胞自动机和GIS相结合来进行土地利用的动态模拟, 并利用多时相的遥感分类图像来训练神经网络, 能十分方便地确定模型参数和模型结构, 消除常规模拟方法所带来的弊端。 展开更多
关键词 土地利用系统 复杂 城市演化 规模 城市用地 元胞自动机 模型结构 神经网络 类图 模拟
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利用约束性CA制定城市增长边界 被引量：179
2
作者 龙瀛 韩昊英 毛其智 《地理学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期999-1008,共10页
作为控制城市蔓延的重要工具之一,城市增长边界(UGBs)已经在国际学术界得到了广泛的关注和研究。从控制机制来看,由于规划城镇建设用地边界具有控制城市增长的法律地位,与西方国家的UGBs较为相似,因而可以被视为中国特有的一种UGBs。该... 作为控制城市蔓延的重要工具之一,城市增长边界(UGBs)已经在国际学术界得到了广泛的关注和研究。从控制机制来看,由于规划城镇建设用地边界具有控制城市增长的法律地位,与西方国家的UGBs较为相似,因而可以被视为中国特有的一种UGBs。该边界的制定在我国经过了长期的实践,然而以往的方法往往缺乏充分的科学依据。因此,本文提出一种基于约束性元胞自动机来制定城市增长边界的方法,该方法考虑了城市发展的综合因素,能够较为客观、全面地反映城市增长的时空动态变化过程,并能体现众多城市发展政策的影响效果。利用约束性元胞自动机模型,以北京市域为研究区域,制定了中心城、新城和乡镇三个层次的UGBs。实证分析表明,利用该方法与传统方法所制定的UGBs存在一定的差异,因此在拟定新的UGBs或改进现有的UGBs过程中,应当充分考虑这一情况,参考该方法的模拟结果建立更为科学合理的UGBs。 展开更多
关键词 元胞自动机 城市增长边界 UGBs 约束条件 城市增长模拟 限建区 北京
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基于CA-Markov模型的土地利用格局变化研究 被引量：126
3
作者 杨国清 刘耀林 吴志峰 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期414-418,共5页
以广州市1990年、2000年TM影像为数据源,通过分析斑块和景观两个层次的格局指数变化,研究了20世纪90年代广州市土地利用格局的时空特征。利用马尔柯夫模型和元胞自动机模型,对广州市2010年土地利用空间格局进行了预测。
关键词 土地利用格局 格局指数 GIS 马尔柯夫模型 元胞自动机
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一种改进的一维元胞自动机交通流模型及减速概率的影响 被引量：103
4
作者 薛郁 董力耘 戴世强 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期445-449,共5页
在Nagel Schrekenberg单车道元胞自动机交通流模型的基础上 ,考虑车辆之间的相对运动以及车辆减速概率对交通状态的影响 ,提出了一种改进的单车道元胞自动机交通流模型 .并以该模型进行计算机模拟 ,结果表明 ,在车流状态的演化过程中 ,... 在Nagel Schrekenberg单车道元胞自动机交通流模型的基础上 ,考虑车辆之间的相对运动以及车辆减速概率对交通状态的影响 ,提出了一种改进的单车道元胞自动机交通流模型 .并以该模型进行计算机模拟 ,结果表明 ,在车流状态的演化过程中 ,通过确定减速概率与车辆密度的指数v关系来控制车流量 ,不同的v值车流量不同 ,对车辆运动出现堵塞相的相变点有影响 .当v约为 0 75时 ,模拟结果与实测结果符合 .随着车辆密度的增加 ,车辆的局域聚集程度加大 ,平均速度下降增大 ,将出现不稳定的车辆聚集的堵塞相 .在车辆的运动过程中 ,车流的运动相与堵塞相交替出现 。 展开更多
关键词 交通流 元胞自动机 减速概率 堵塞相
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基于多智能体的土地利用模拟与规划模型 被引量：109
5
作者 刘小平 黎夏 +3 位作者 艾彬 陶海燕 伍少坤 刘涛 《地理学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期1101-1112,共12页
利用多智能体和元胞自动机对城市土地资源的可持续利用进行了规划。根据环境经济学资源分配原理和可持续发展理论,提出结合多智能体及元胞自动机的微观规划模型,在时间和空间上合理分配及规划城市土地资源的利用,以避免浪费不可再生的... 利用多智能体和元胞自动机对城市土地资源的可持续利用进行了规划。根据环境经济学资源分配原理和可持续发展理论,提出结合多智能体及元胞自动机的微观规划模型,在时间和空间上合理分配及规划城市土地资源的利用,以避免浪费不可再生的土地资源。该模型由相互作用的多智能体层、元胞自动机层和环境因素层组成,可方便地探索不同土地利用政策下城市土地利用发展情景,能够为城市规划提供有用的决策依据。以广州市海珠区为实验区,在可持续发展为前提的规划下,模拟了1995-2010年的城市扩展的动态变化,并讨论了在不同规划情景下城市土地资源的利用效率及合理性。 展开更多
关键词 多智能体 元胞自动机 可持续发展 城市规划 土地资源 广州
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基于CA-Markov的河西走廊土地利用变化研究 被引量：86
6
作者 侯西勇 常斌 于信芳 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期286-291,共6页
基于河西走廊1990年、2000年土地利用矢量数据,通过空间叠加和构建土地利用分布与变化的1km-Grid数据集以研究20世纪90年代土地利用分布与变化的数量特征和空间格局特征,并运用马尔可夫模型和元胞自动机技术对2010年土地利用分布情景进... 基于河西走廊1990年、2000年土地利用矢量数据,通过空间叠加和构建土地利用分布与变化的1km-Grid数据集以研究20世纪90年代土地利用分布与变化的数量特征和空间格局特征,并运用马尔可夫模型和元胞自动机技术对2010年土地利用分布情景进行预测。研究表明:河西走廊以未利用土地和草地为主;20世纪90年代,耕地、城乡工矿居民用地增加,而林地、草地、水域和未利用土地减少;多种土地利用类型的开垦在区域土地利用变化中处于主导地位,其中"草地→耕地"和"未利用→耕地"2个变化类型的规模最显著。主要交通线与大的河流附近人类活动强烈,因而土地利用类型及变化类型比较多样,空间格局复杂。CA-Markov模型模拟结果表明2000～2010年间6个土地利用类型将保持原有的变化趋势和变化速率,因此,迫切需要加强对林地、草地和水域的保护,控制和阻止盲目开垦耕地的行为,推进退耕还林还草工程,促进区域生态环境质量的保护和改善。 展开更多
关键词 土地利用变化 河西走廊 空间格局 马尔可夫 元胞自动机
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多智能体与元胞自动机结合及城市用地扩张模拟 被引量：105
7
作者 杨青生 黎夏 《地理科学》 CSCD 北大核心 2007年第4期542-548,共7页
运用多智能体(Agent)和元胞自动机(CA)结合来模拟城市用地扩张的方法,将影响和决定用地类型转变的主体作为Agent引进元胞自动机模型中,Agent在CA确定的城市发展概率的基础上,通过自身及其周围环境的状况,综合各种因素的影响做出决策,决... 运用多智能体(Agent)和元胞自动机(CA)结合来模拟城市用地扩张的方法,将影响和决定用地类型转变的主体作为Agent引进元胞自动机模型中,Agent在CA确定的城市发展概率的基础上,通过自身及其周围环境的状况,综合各种因素的影响做出决策,决定元胞下一时刻的城市发展概率。运用Agent的决策结果,对CA模型中以随机变量体现的不确定性通过Agent决策行为给予地理意义的新解释。以城市郊区—樟木头镇为例,对1988～1993年城市用地扩张进行了模拟研究,取得了良好的模拟效果。 展开更多
关键词 智能体(Agent) 元胞自动机 不确定性 城市模拟
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FLUS-UGB多情景模拟的珠江三角洲城市增长边界划定 被引量：98
8
作者 吴欣昕 刘小平 +1 位作者 梁迅 陈广亮 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期532-542,共11页
城市增长边界(UGBs)能够控制城市空间的无序蔓延并引导城市合理增长,多发展情景下的UGBs是对不同规划条件下城市未来发展空间范围进行界定的常用方法。元胞自动机(CA)模型能对未来城市发展进行动态的预测,并已广泛的应用于UGBs的划定中... 城市增长边界(UGBs)能够控制城市空间的无序蔓延并引导城市合理增长,多发展情景下的UGBs是对不同规划条件下城市未来发展空间范围进行界定的常用方法。元胞自动机(CA)模型能对未来城市发展进行动态的预测,并已广泛的应用于UGBs的划定中。然而,目前的方法和模型大多只针对单一的城市发展情景进行UGBs的划定,较少能对未来多种发展情景下的UGBs进行准确划定。因此,针对这个问题本文提出了一种基于未来用地模拟(FLUS)模型和膨胀与腐蚀的算法的多情景UGBs划定模型(FLUS-UGB)。本文选取珠江三角洲地区为研究区,在对2000-2013年珠江三角洲地区城市土地利用进行模拟和验证的基础上(Kappa系数为0.715,总体精度为94.539%),预测了2013-2050年基准、耕地保护及生态控制3种情景下珠江三角洲地区的城市扩张,并根据预测结果对该地区UGBs进行划定。结果显示,该方法能够针对不同的城市发展情景进行相应UGBs的划定,具有较好的可靠性及适用性。 展开更多
关键词 城市增长边界 城市扩张 FLUS-UGB模型 元胞自动机 膨胀腐蚀
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基于案例推理的元胞自动机及大区域城市演变模拟 被引量：88
9
作者 黎夏 刘小平 《地理学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期1097-1109,共13页
元胞自动机(CA)被越来越多地用于复杂系统的模拟中。许多地理现象的演变与其影响要素之间存在着复杂的关系,并往往具有时空动态性。在研究区域较大和模拟时间较长时,定义具体的规则来反映这种复杂关系有较大的困难。为了解决CA转换规则... 元胞自动机(CA)被越来越多地用于复杂系统的模拟中。许多地理现象的演变与其影响要素之间存在着复杂的关系,并往往具有时空动态性。在研究区域较大和模拟时间较长时,定义具体的规则来反映这种复杂关系有较大的困难。为了解决CA转换规则获取的瓶颈问题,提出了基于案例推理(CBR)的CA模型,并对CBR的k近邻算法进行了改进,使其能反映转换规则的时空动态性。将该模型应用于大区域的珠江三角洲城市演变中。实验结果显示,其模拟的空间格局与实际情况吻合较好。与常规的基于Logistic的CA模型进行了对比,所获得的模拟结果有更高的精度和更接近实际的空间格局,特别在模拟较为复杂的区域时有更好的模拟效果。 展开更多
关键词 元胞自动机 案例推理 K近邻算法 动态转换规则
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知识发现及地理元胞自动机 被引量：84
10
作者 黎夏 叶嘉安 《中国科学（D辑）》 CSCD 北大核心 2004年第9期865-872,共8页
提出了将数据挖掘技术应用于元胞自动机(CA)进行地理模拟的新方法. CA具有很强的模拟复杂系统的能力. CA的核心是如何定义转换规则, 但目前还没有很好定义转换规则的方法. 主要是采用启发式的方法来定义转换规则, 受主观因素影响很大. ... 提出了将数据挖掘技术应用于元胞自动机(CA)进行地理模拟的新方法. CA具有很强的模拟复杂系统的能力. CA的核心是如何定义转换规则, 但目前还没有很好定义转换规则的方法. 主要是采用启发式的方法来定义转换规则, 受主观因素影响很大. 而且, 这些转换规则基本是通过数学公式来隐含表达, 在反映复杂关系时有一定的局限性. 利用数据挖掘技术从GIS和遥感数据中发现知识, 自动找到CA的转换规则, 大大缩短了建模所需要的时间, 并改善了模拟效果. 展开更多
关键词 知识发现 元胞自动机 地理模拟 地理信息系统 知识挖掘 GIS
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基于元胞自动机的股票市场投资行为模拟 被引量：61
11
作者 应尚军 魏一鸣 +1 位作者 范英 蔡嗣经 《系统工程学报》 CSCD 2001年第5期382-388,共7页
将元胞自动机的建模理论与方法应用于股票市场的复杂性研究 ,并初步建立了基于元胞自动机的股票市场投资行为演化模型 ,通过对多种市场状态下、股票市场复杂系统的演化的模拟与分析 ,认为投资偏好和宏观因素是影响股票市场稳定的关键性... 将元胞自动机的建模理论与方法应用于股票市场的复杂性研究 ,并初步建立了基于元胞自动机的股票市场投资行为演化模型 ,通过对多种市场状态下、股票市场复杂系统的演化的模拟与分析 ,认为投资偏好和宏观因素是影响股票市场稳定的关键性因素 ,因此 ,建议投资者应该多一些自己的独立见解 ,少一些盲目从众行为 。 展开更多
关键词 元胞自动机 股票市场 复杂系统 投资行为
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广州地区土地利用景观格局变化研究 被引量：59
12
作者 杨国清 吴志峰 祝国瑞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期218-221,共4页
以广州地区为研究区,在遥感与G IS技术的支持下,通过分析斑块和景观两个层次的格局指数变化,研究了20世纪90年代广州地区土地利用格局变化特征,结合马尔科夫过程与元胞自动机模型对广州地区2010年土地利用空间格局进行预测分析。20世纪9... 以广州地区为研究区,在遥感与G IS技术的支持下,通过分析斑块和景观两个层次的格局指数变化,研究了20世纪90年代广州地区土地利用格局变化特征,结合马尔科夫过程与元胞自动机模型对广州地区2010年土地利用空间格局进行预测分析。20世纪90年代广州地区土地利用格局变化趋势是建设用地增加,耕地、林地和未利用地减少,水域和果园基本保持稳定;土地利用斑块数目增加,斑块形状指数和分维数下降;景观破碎度和多样性指数上升。21世纪头10年,研究区土地利用格局基本保持20世纪90年代的变化趋势。研究结果表明广州地区在快速城市化的过程中,土地利用格局呈破碎化趋势,斑块形状趋于简单,耕地减少没有明显减缓迹象。因此,迫切需要发挥土地利用规划的控制作用,加强耕地保护措施。 展开更多
关键词 土地利用格局 格局指数 GIS 马尔科夫模型 元胞自动机 广州
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土地利用变化模拟模型及应用研究进展 被引量：71
13
作者 李少英 刘小平 +1 位作者 黎夏 陈逸敏 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期329-340,共12页
元胞自动机CA(Cellular Automata)和多智能体ABM(Agent-Based Model)模型是土地利用格局和演化模拟的主流方法,两者在模拟自然因素影响和人文驱动机制方面具有突出优势,为LUCC研究提供了重要的工具。当前,ABM无论在模型构建还是应用研... 元胞自动机CA(Cellular Automata)和多智能体ABM(Agent-Based Model)模型是土地利用格局和演化模拟的主流方法,两者在模拟自然因素影响和人文驱动机制方面具有突出优势,为LUCC研究提供了重要的工具。当前,ABM无论在模型构建还是应用研究方面,CA和ABM均取得了显著进展。论文从数据基础、模拟尺度、CA转换规则挖掘、ABM行为规则定义、CA和ABM的耦合4个方面梳理土地利用模拟模型和方法的研究进展。并总结这些模型在虚拟城市模拟与理论验证、真实城市模拟与规划预测以及多类用地模拟与辅助决策等方面的应用。最后,总结土地利用模拟模型在精细模拟和全球变化研究方面存在的局限性,认为未来发展将主要集中于解决从2维模型向3维模型发展、大数据与规则精细挖掘以及大尺度模拟与知识迁移等问题。 展开更多
关键词 土地利用/土地覆盖变化 过程建模与模拟 元胞自动机 多智能体系统 尺度
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金属成形过程组织演变的Cellular Automaton模拟技术 被引量：36
14
作者 李殿中 杜强 +1 位作者 胡志勇 李依依 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第11期1201-1205,共5页
结合金属凝固过程和热成形过程的温度场、浓度场、应力应变场等的数值模拟和金属结晶、再结晶过程中的热力学、动力学条件，建立了金属成形过程组织演变的宏－微观耦合模型．利用ＣｅｌｌｕｌａｒＡｕｔｏｍａｔｏｎ方法，依据建立的模... 结合金属凝固过程和热成形过程的温度场、浓度场、应力应变场等的数值模拟和金属结晶、再结晶过程中的热力学、动力学条件，建立了金属成形过程组织演变的宏－微观耦合模型．利用ＣｅｌｌｕｌａｒＡｕｔｏｍａｔｏｎ方法，依据建立的模型对Ｋ４１７Ｎｉ基合金叶片的凝固组织形成过程和热加工过程的再结晶组织进行了模拟． 展开更多
关键词 组织模拟 元胞自动机 金属成形 数学模型 凝固
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“生态位”元胞自动机在土地可持续规划模型中的应用 被引量：64
15
作者 刘小平 黎夏 彭晓鹃 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期2391-2402,共12页
快速城市化带来了一系列的环境生态问题。有必要把生态学的概念引进城市规划中,以减少城市发展带来的弊端。提出了基于“生态位”的元胞自动机(CA)的新模型,并将其应用在土地利用规划中。探讨了如何通过“生态位”元胞自动机和GIS的结... 快速城市化带来了一系列的环境生态问题。有必要把生态学的概念引进城市规划中,以减少城市发展带来的弊端。提出了基于“生态位”的元胞自动机(CA)的新模型,并将其应用在土地利用规划中。探讨了如何通过“生态位”元胞自动机和GIS的结合进行城市土地可持续利用的规划。该模型可方便地探索不同土地利用政策下城市土地利用发展情景,能够为城市规划提供有用的决策支持。旨在探索通过模拟的手段对城市土地利用进行合理的规划。将该模型应用于快速发展的广州市,并取得了较有意义的结果。 展开更多
关键词 生态位 元胞自动机 城市化 可持续发展 规划
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采用元胞自动机的网络舆情传播模型研究 被引量：68
16
作者 方薇 何留进 +1 位作者 孙凯 赵鹏 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2010年第3期751-755,共5页
采用元胞自动机(CA)理论研究因特网舆情传播,设计了一个舆情传播元胞自动机模型结构,包括元胞状态取值、元胞空间和邻域。针对互联网元胞状态转换提出了考虑元胞坚定性的多数规则计算公式和元胞移动遍历算法。在讨论仿真结果时定义了倾... 采用元胞自动机(CA)理论研究因特网舆情传播,设计了一个舆情传播元胞自动机模型结构,包括元胞状态取值、元胞空间和邻域。针对互联网元胞状态转换提出了考虑元胞坚定性的多数规则计算公式和元胞移动遍历算法。在讨论仿真结果时定义了倾向强度、倾向聚集度、元胞峰值和元胞倾向众值等四个参数,分别对不同坚定性和固定/移动元胞状态计算的迭代结果讨论其不同的演变过程、形态和意义,提出特别需要关注具有坚定性特点的元胞移动遍历的舆情传播过程,它们更加接近因特网网络舆情的真实传播过程。仿真结果说明了该方法和模型的有效性和合理性。 展开更多
关键词 网络舆情 舆论传播模型 元胞自动机 计算机仿真
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基于元胞自动机的股票市场复杂性研究——投资者心理与市场行为 被引量：53
17
作者 应尚军 魏一鸣 +1 位作者 范英 汪秉宏 《系统工程理论与实践》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期18-24,31,共8页
　在建立了基于元胞自动机的股票市场仿真模型的基础上,运用分形结构特征变量和稳定性变量来刻画股票市场的复杂性特征,考察了投资者从众行为这一投资心理与市场复杂性特征变量的相关关系.在股票市场稳定性特征中提出了离散度概念,用于... 　在建立了基于元胞自动机的股票市场仿真模型的基础上,运用分形结构特征变量和稳定性变量来刻画股票市场的复杂性特征,考察了投资者从众行为这一投资心理与市场复杂性特征变量的相关关系.在股票市场稳定性特征中提出了离散度概念,用于度量市场的稳定性.研究表明,股票市场的复杂性特征变量与投资者心理存在着明显的相关关系. 展开更多
关键词 股票市场 复杂性 投资者 心理 市场行为 元胞自动机 仿真模型
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基于蝙蝠算法的配电网故障区间定位 被引量：65
18
作者 付家才 陆青松 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2015年第16期100-105,共6页
蝙蝠算法是受自然界中的微蝙蝠回声定位行为启发而演变出的一种新颖的智能优化算法。在分析基本算法的仿生原理和配电网结构特点的基础上,提出将蝙蝠算法应用到解决配电网故障定位的问题上。利用元胞自动机原理,按照定义的邻居规则在元... 蝙蝠算法是受自然界中的微蝙蝠回声定位行为启发而演变出的一种新颖的智能优化算法。在分析基本算法的仿生原理和配电网结构特点的基础上,提出将蝙蝠算法应用到解决配电网故障定位的问题上。利用元胞自动机原理,按照定义的邻居规则在元胞周围产生可能的解,进一步提高该算法的局部寻优能力。通过建立合适的仿真模型,模拟简单配电网和复杂配电网发生单点和多点故障,从上传的故障信息无畸变和畸变两方面分别验证该算法进行定位的可行性。最后将蝙蝠算法与其他算法比较,表明其具有较好的收敛性。 展开更多
关键词 配电网 故障定位 蝙蝠算法 元胞自动机 馈线终端装置
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基于GIS和元胞自动机的荒漠化演化预测模型 被引量：46
19
作者 陈建平 丁火平 +2 位作者 王功文 厉青 冯春 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期254-260,共7页
荒漠化是当今全球最严重的环境与社会经济问题之一 ,荒漠化以其发展速度和严重的灾害性而引起国际学术界的广泛关注。开展荒漠化变化的驱动因素及其作用机制研究 ,尤其是在此基础上对荒漠化与其驱动因素之间的关系进行量化及动态模拟模... 荒漠化是当今全球最严重的环境与社会经济问题之一 ,荒漠化以其发展速度和严重的灾害性而引起国际学术界的广泛关注。开展荒漠化变化的驱动因素及其作用机制研究 ,尤其是在此基础上对荒漠化与其驱动因素之间的关系进行量化及动态模拟模型研究 ,对荒漠化的防治和治理具有十分重要的意义。尝试利用3S技术 ,结合元胞自动机理论架构出一套荒漠化动态模拟模型 ,进而对北京及邻区荒漠化的发展趋势进行预测。实验证明 ,这套系统是对荒漠化演化机制从宏观和微观角度进行模拟的有效方法。 展开更多
关键词 荒漠化 元胞自动机 驱动因素 动态模拟
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地理特征元胞自动机及城市土地利用演化研究 被引量：38
20
作者 罗平 杜清运 +1 位作者 雷元新 王涛 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期504-507,512,共5页
将综合了几何和非几何属性的地理特征概念引入元胞自动机 ,构建了地理特征元胞自动机概念模型。通过对深圳特区土地利用演化的实证研究表明 ,地理特征CA可以更真实地描述元胞地理信息、局部空间关系和演化规则 ,理论上是可行的 ;
关键词 地理特征 元胞自动机 城市土地利用演化
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