基于GEOCA和GIS的土壤侵蚀空间演化模拟

传统的土壤侵蚀研究主要是运用水土流失通用方程,对研究区域的各种影响指标进行研究并取一定的数值,计算其侵蚀量.实际上,土壤侵蚀是1个影响因素众多,边界条件复杂的连续不间断的不确定过程.研究了用地理元胞自动机来模拟土壤侵蚀的原理、方法和工作流程,并在GIS技术支持下采用标准的Von.Neumann邻居定义,着重探讨元胞状态转化所遵循的规则和土壤侵蚀从1种强度到另1种强度这一微观动态变化过程,最终形成GeoCA-Soil Ero-sion系统.以重庆合川市为例,用元胞空间与研究区域相一致的地理元胞自动机模型,得出了重庆合川市土壤侵蚀等级图并分析了土壤侵蚀与其背景的空间关系.并运用ArcView软件作为开发平台与之集成,将这一过程可视化表达.     

基于元胞自动机的林火蔓延时空演变研究

以林火蔓延时空演变过程的计算机模拟为研究目的,提出一种 GIS空间分析功能和元胞自动机模拟功能相结合的林火蔓延模拟方法.探讨影响林火蔓延的因素,将林火蔓延影响因子概括为土壤特性、可燃物特性、气象因子、地形因子和地理阻隔因素;分析林火蔓延模型,选取毛贤敏的王正非修正模型进行模拟;结合元胞自动机和GIS空间分析技术,对元胞属性赋值;根据林火蔓延的特点,设置元胞的状态;利用元胞扩散算法对元胞扩散过程进行模拟;最后,开发了一个原型系统,对林火蔓延的时空演变过程进行展示.结合 GIS空间分析功能和元胞自动机技术能够较好地对林火的时空演变过程进行模拟.     

土地利用/土地覆盖变化及其景观格局分析——以徐州市睢宁县为例

采用地理元胞自动机进行土地利用/土地覆盖(LUCC)变化研究,并以徐州市睢宁县为例,采用1995年、2000年和2005年3个时相的Landsat TM或ETM 图像作为数据源,分析了徐州市睢宁县在研究期内的动态变化.并基于地理元胞自动机进行了2010年LUCC变化的分析预测与景观格局分析,为徐州市睢宁县的区域协调发展提供了参考与依据.     

重庆合川市土壤侵蚀时空变化研究

利用遥感技术与地理信怎系统技术的结合,对重庆合川市的土壤侵蚀状况进行了时空变化研究。研究结果表明,合川市的土壤侵蚀状况在侵蚀面积和程度上都有不同程度的改善;土壤侵蚀具有时空差异大,侵蚀与水、热基本同期,侵蚀高峰超前于降水高峰的特点。     

元胞自动机模型在森林景观生态规划中的应用

元胞自动机是有时空特征的离散型动力学模型,具有模拟复杂系统时空演化过程的能力,对于有空间特征的森林空间结构模拟及景观生态规划具有极大的应用价值。运用GIS描述和处理静态空间信息,元胞自动机模型(CA)则为动态的模型,CA与GIS集成将极大促进GIS对森林景观过程的模拟能力。文章论述了用元胞自动机模型进行森林景观生态规划的基本构想。     

基于GIS与CA模型的土地利用变化前期研究——以山东省招远市为例

在元胞自动机模型研究的基础上,提出将GIS与元胞自动机模型相结合进行土地利用变化研究。通过前期的工作,定义元胞自动机模型的元胞空间、元胞状态等,为下一步工作打下坚实基础。     

基于元胞自动机的生物质颗粒慢速热解模型

以数字矩阵作为元胞自动机的表现形式,以演化概率函数模拟反应速率系数,用元胞自动机模拟了生物质颗粒的慢速热解过程,并与微积分的方法作了对比。结果表明,元胞自动机能够逼真地模拟该过程,得到的热解曲线与微积分方法得到的结论一致,且和试验结果吻合;所提出的元胞自动机及其演化程序为进一步的深入研究提供了理论基础。     

重庆合川市土壤侵蚀时空变化研究

利用遥感技术与地理信息系统技术的结合,对重庆合川市的土壤侵蚀状况进行了时空变化研究.研究结果表明,合川市的土壤侵蚀状况在侵蚀面积和程度上都有不同程度的改善;土壤侵蚀具有时空差异大,侵蚀与水、热基本同期,侵蚀高峰超前于降水高峰的特点.     

基于 DBN 与 GeoCA 相结合的城市动态模型构建与多方案对比研究———以成都市为例

以成都市为例,将深度信念网络与地理元胞自动机相结合构建一个整合模型,完成城市形态的演化模拟,同时采用多方案对比法检测网络深度以及用地分类的均衡性对模拟精度的影响.实验结果显示:在用地分类类型相同,隐含层含有5层网络时总体Kappa值最高;在网络隐层数目相同,分为4种用地类型时总体Kappa值最高.研究表明,基于深度信念网络与地理元胞自动机相结合的整合模型能够较好地模拟城市的演化,同时,模型的网络层深度和用地分类的均衡性都会对模拟精度产生一定影响.     

基于规则学习的林火蔓延元胞自动机模型

由于元胞自动机模型本质上的自组织特性与林火行为很接近,近年来基于元胞自动机的林火蔓延模型引起了广泛的关注.典型的元胞自动机是按照确定的映射规则自主地随时间演进的.当环境发生变化的时候规则需要由人工静态地进行调整、修正,因此效率低、对环境变化的适应能力差,模型的可移植性也不令人满意.这是基于CA的林火蔓延模型难以推广的主要原因之一.本文提出了一种应用人工免疫机制对元胞自动机规则进行自适应调节的方法,并在此基础上建立了一个林火蔓延实验模型.仿真实验表明经过规则学习,该模型具有了一定的火线形状的自纠正能力.