基于CA模型的城市擴(kuò)展模擬及景觀優(yōu)化研究——以合肥市為例.pdf

1、隨著當(dāng)今城市化的快速發(fā)展,城市土地利用的動(dòng)態(tài)模擬可視化研究已經(jīng)成為城市動(dòng)態(tài)變化研究的熱點(diǎn)問(wèn)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(dòng)機(jī)(Cellular Automata,CA)作為理論基礎(chǔ),遙感數(shù)據(jù)為源,通過(guò)對(duì)地理信息系統(tǒng)(GIS)和模擬軟件(GeoCA-Urban)的耦合對(duì)合肥市內(nèi)正處于高速發(fā)展的高新區(qū)、經(jīng)開(kāi)區(qū)和濱湖區(qū)三個(gè)區(qū)域進(jìn)行了可視化的城市動(dòng)態(tài)擴(kuò)展模擬預(yù)測(cè)。對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)域模擬預(yù)測(cè)的意義在于,不僅預(yù)測(cè)出了未來(lái)合肥市可能發(fā)展

2、的方向與趨勢(shì),更通過(guò)對(duì)模擬數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)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(diǎn)在未來(lái)景觀建設(shè)中所需要注意的問(wèn)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(xì)介紹了復(fù)雜的二維元胞自動(dòng)機(jī)建?；A(chǔ)之上,又提出了新型的三維元胞鄰域建模方式。因?yàn)檫@樣不僅可以使使模擬過(guò)程更加直觀化,而且在模擬中多增加的影響力因子和驅(qū)動(dòng)力因子會(huì)使仿真效果的真實(shí)性提高。但受到計(jì)算機(jī)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(jié)論如下:
　　(1)對(duì)合肥市土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行分類,然后將模型中所需的各圖層進(jìn)行同一分辨率處理,確定合肥市的二維元胞自動(dòng)機(jī)模擬研究尺度粒度為30m。在完成數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上,對(duì)分類好的土地利用層、交通層和控制因素進(jìn)行疊加,完成初始模型的構(gòu)建。
　　(2)將2002年作為基年,2010年作為模擬目標(biāo)年,在GeoCA-Urban軟件中構(gòu)建模擬模型,并通過(guò)Lee-Salle

4、e檢驗(yàn)指數(shù)確定模擬參數(shù),相關(guān)系數(shù)法對(duì)2010年模擬進(jìn)行校正。將校正后的2010年模擬模型出2018年預(yù)測(cè)模型,模擬結(jié)果表明:如果合肥市仍以2002-2010年趨勢(shì)發(fā)展,城市用地將進(jìn)一步擴(kuò)張,居民和商業(yè)用地的增長(zhǎng)不斷加大,工業(yè)用地?cái)U(kuò)展趨勢(shì)將會(huì)減弱。
　　(3)利用模擬出的量化和可視化結(jié)果結(jié)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(gè)開(kāi)發(fā)區(qū)域的不同發(fā)展特點(diǎn)。從分析數(shù)據(jù)我們可以看出這三個(gè)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(diǎn)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(kāi)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€(gè)。
　　(4)模擬結(jié)果表明在未來(lái)5年內(nèi),合肥市將維持高速擴(kuò)張態(tài)勢(shì),濱湖區(qū)是擴(kuò)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(wèn)題的影響。本文針對(duì)不同