基于CA模型的城市擴展模擬及景觀優(yōu)化研究——以合肥市為例.pdf

1、隨著當今城市化的快速發(fā)展,城市土地利用的動態(tài)模擬可視化研究已經(jīng)成為城市動態(tài)變化研究的熱點問題。為了了解合肥市城市化的發(fā)展情況,本文以地理元胞自動機(Cellular Automata,CA)作為理論基礎,遙感數(shù)據(jù)為源,通過對地理信息系統(tǒng)(GIS)和模擬軟件(GeoCA-Urban)的耦合對合肥市內(nèi)正處于高速發(fā)展的高新區(qū)、經(jīng)開區(qū)和濱湖區(qū)三個區(qū)域進行了可視化的城市動態(tài)擴展模擬預測。對實驗區(qū)域模擬預測的意義在于,不僅預測出了未來合肥市可能發(fā)展

2、的方向與趨勢,更通過對模擬數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和景觀格局的綜合分析,給在高速發(fā)展背景下的合肥市提出了四點在未來景觀建設中所需要注意的問題,為合肥市今后的規(guī)劃與發(fā)展提供決策與支持。
　　本文從理論出發(fā),在詳細介紹了復雜的二維元胞自動機建?；A之上,又提出了新型的三維元胞鄰域建模方式。因為這樣不僅可以使使模擬過程更加直觀化,而且在模擬中多增加的影響力因子和驅動力因子會使仿真效果的真實性提高。但受到計算機配置,數(shù)據(jù)收集困難等多方面因素的影響,所以

3、本文所采用的模擬方式仍是傳統(tǒng)的二維鄰域建模方式。具體的內(nèi)容與結論如下:
　　(1)對合肥市土地利用現(xiàn)狀進行分類,然后將模型中所需的各圖層進行同一分辨率處理,確定合肥市的二維元胞自動機模擬研究尺度粒度為30m。在完成數(shù)據(jù)處理的基礎上,對分類好的土地利用層、交通層和控制因素進行疊加,完成初始模型的構建。
　　(2)將2002年作為基年,2010年作為模擬目標年,在GeoCA-Urban軟件中構建模擬模型,并通過Lee-Salle

4、e檢驗指數(shù)確定模擬參數(shù),相關系數(shù)法對2010年模擬進行校正。將校正后的2010年模擬模型出2018年預測模型,模擬結果表明:如果合肥市仍以2002-2010年趨勢發(fā)展,城市用地將進一步擴張,居民和商業(yè)用地的增長不斷加大,工業(yè)用地擴展趨勢將會減弱。
　　(3)利用模擬出的量化和可視化結果結合合肥市2002年-2010年的景觀格局變化指數(shù)分析得出得出三個開發(fā)區(qū)域的不同發(fā)展特點。從分析數(shù)據(jù)我們可以看出這三個區(qū)域都屬于快速發(fā)展區(qū)域,但是它

5、們的發(fā)展特點又各不相同。高新區(qū)以工業(yè)用地發(fā)展為主,居民和商業(yè)用地發(fā)展速度較為一般,土地存量接近飽和;經(jīng)開區(qū)內(nèi)部三種不同城市土地利用類型按比例穩(wěn)定發(fā)展,土地存量一般;濱湖區(qū)居民用地所占比例最高,它的土地存量和發(fā)展?jié)摿σ彩亲畲蟮囊粋€。
　　(4)模擬結果表明在未來5年內(nèi),合肥市將維持高速擴張態(tài)勢,濱湖區(qū)是擴張速度最快的區(qū)域之一。合肥市隨著建成區(qū)面積和人口的快速增加,生態(tài)環(huán)境受到熱島,生活垃圾,城市道路擁堵等一列問題的影響。本文針對不同