三维元胞自动机各向异性林火蔓延快速模型

为建立林火蔓延动态预测模型,实现实时三维可视化模拟,构建了王正非 3D元胞自动机模型林火蔓延模拟框架。该模型考虑林火蔓延的物理规律和全局因素的相互作用,在王正非山火初始蔓延速度经验模型的基础上,综合考虑地表植被类型、地形坡度、风速、风向、温度5个因素,并根据元胞之间能量传递建立状态转换规则。以我国西南火灾高发区作为实验区域,在多约束条件下模拟林火蔓延行为并获取林火矢量边界,实验证明该方法简便、高效、输入参数少、运算效率高,可以实现不同条件下的林火蔓延快速模拟。      

基于三维曲面元胞自动机模型的林火蔓延模拟

为了研究林火蔓延的动态预测及可视化模拟问题,该文在分析现有林火蔓延模型的基础上,提出选用三维曲面元胞自动机进行林火建模和蔓延模拟. 该文初步完成了一个整合数字高程模型、气象因子、树种因子的三维曲面元胞自动机模型,设计了数据提取、加工、应用框架,开发出了能够进行林火蔓延三维模拟的软件系统. 并通过八达岭林场局部地区的模拟,指出了应用该模型,可以实现不同条件下的林火蔓延模拟,快速预测林火发展趋势,同时探讨了模型改进的方向.      

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.     

基于元胞自动机的SA动态演化模型的构建

软件演化是指软件进行渐变并达到所希望形态的过程，是软件的基本属性。软件体系结构SA成为软件进行演化的重要依据和有效途径。SA动态演化已成为软件工程领域研究的热点，针对SA动态演化展开了相关研究工作。介绍了SA的基本概念及目前SA演化方面的研究，结合元胞自动机理论，建立了一个基于元胞自动机的SA动态演化模型。     

基于元胞自动机模型的张家港市农业土地动态研究

应用元胞自动机（Cellular Automata,CA）模型对快速城市化进程中的江苏省张家涟市未来10年的土地利用／覆盖变化模拟显示,城市化是张家港市土地利用／覆盖变化的主要特征之一,在快速城市化进程中农业用地面临着较大压力,必须采取合理而行之有效的措施加以保护。     

基于GIS模型的林火蔓延计算机仿真

在GIS的支持下,建立了林火蔓延的空间背景数据库,在此基础上采用了王正非林火蔓延模型和遍历各点算法,在空间背景数据库之上,用Visual C 6.0 MapObject2.1控件技术进行了林火蔓延的动态模拟,以实现任意地点、任意气象条件下的林火蔓延动态仿真模拟,直观地掌握林火的发生、发展和蔓延的过程,以及林火蔓延的方向等。通过对模拟结果的分析得出,在模拟的过程中计算机运行比较快,模拟效果很好。     

一种基于元胞自动机的改进遗传算法

针对遗传算法中存在搜索效率和解精度低的问题,结合元胞自动机模型,提出了一种改进的遗传算法——竞争杂交算法。在适应度函数中运用元胞自动机模型进行竞争复制,在确定交叉算子时进行杂交,依此来对遗传算法进行改进。仿真结果表明,竞争杂交算法在搜索速度和概率上比简单遗传算法要高一些。     

基于选择性随机减速的元胞自动机交通流模型

在一维元胞自动机交通流SDNS模型的基础上,建立了基于选择性随机减速的元胞自动机模型(Select-CA模型).驾驶员可根据与前车的间距变化选择不同的随机减速方式,并定义了不同随机减速方式的选择条件.通过计算机数值模拟发现,当减速方式可变时,模型模拟得到的交通流流量较大,且流量、速度和车辆比例与随机减速概率密切相关.与SDNS模型相比,Select-CA模型减少了车流的阻塞现象,提高了道路的通行能力.     

基于元胞自动机模型的洱海水体TN·TP净化模拟

[目的]探讨基于元胞自动机模型模拟洱海水体演化的可行性。[方法]以洱海水体为例,根据入湖河流的径流量和入湖口的地理位置,进行聚类分析,构建入湖河流模型;基于元胞自动机模型构建洱海水体的演化模型,模拟对洱海水体TN、TP的净化能力。[结果]春末到秋初,对洱海水体TN、TP的净化能力较强;秋末到春初,对洱海水体TN、TP的净化能力较弱;对洱海水体TN、TP的全年净化总量分别为1 158.76、287.73 t,净化效率分别为79.94%和93.63%。[结论]元胞自动机模型对洱海水体TN、TP的净化效果良好,且对洱海自身的水质改善、水资源保护和利用具有积极作用。     

基于可控邻域作用元胞自动机模型的城市扩张模拟

提出了一种城市元胞自动机（CA）模型,使用二分Logistic回归从历史数据中挖掘位置特征变量对元胞状态转换的影响,引入邻域因子,实现了可控邻域作用。采用该模型对长沙市区及部分周边地区的城市扩张进程进行了模拟和预测,并对预测结果进行了评价。     

基于复合因子元胞自动机模型的福州城市用地变化模拟

基于IDRISI软件,将元胞变化的马尔科夫趋势与城市发展用地约束因子的多准则评价相结合,制定元胞转换规则,构建复合因子元胞自动机预测模型并进行模拟．结果表明：对2010年福州市土地利用格局进行模拟,模拟结果与实际用地格局的检验Kappa 系数为0．8850,表征模型具有较高的可信度．模拟2015年福州市城市拓展用地空间变化,结果表明福州市城市将主要向东南方向拓展．耕地和未利用地面积趋于减少,建设用地和园地面积增大,城市发展对土地利用格局变化及行政区划等将产生深刻影响．     

基于GIS的林火蔓延模拟的实现

为定量描述林火行为以辅助扑救决策,利用地理信息系统(GIS)软件建立林火蔓延模拟的空间背景并生成相应数据,运用林火蔓延模型且综合考虑火场地形、气象及可燃物类型等因子,采用点到点的传播方式,用Visual Basic 6.0开发软件,最终实现林火蔓延的动态模拟。模拟的结果表明,在地形条件一定的情况下,林火的初始蔓延速度和风速的大小对林火蔓延有明显的影响,不同的初始蔓延速度会导致不同的蔓延结果,随着初始速度的增大,蔓延面积也相应增加;不同的风速形成的火场面积不同,随着风速的增大,蔓延面积也相应增加,但火场的形状相似;坡向不同,接受阳光的照射不同,温度、湿度、土壤和植被都有差异,一般南坡比北坡更容易燃烧且蔓延速度快;不同的坡位会导致林地内水分含量不同,进而也会影响林火的蔓延速度。图5参12     

基于VAR模型的林业经济增长与林产品进出口贸易关系研究

选取1994-2012年的主要林产品进出口值与林业总产值的年度数据为研究样本,建立VAR模型,对林业经济增长与林产品进出口贸易的动态关系进行实证研究.结果表明:林业经济增长与林产品进出口贸易存在长期稳定的均衡关系,并互为格兰杰因果关系.从长期而言,两者互相存在较弱的正效应.林业经济增长与林产品进出口贸易分别对两者的贡献度相比,林业经济增长对自身以及林产品进出口贸易的贡献度较大.     

基于DEA模型的北京林业投入产出效率分析

北京的生态安全始终是政府高度关注的问题。近年来,北京市政府不断加大对林业建设的公共投入,同时也吸引了众多社会资本以加强对林业的投入,有效提升了北京林业整体水平和森林生态系统的整体服务功能。为了提高林业投入产出效率,实现林业资源的有效配置和规模效益,本文选取林业固定资产投资完成额、林业系统年末从业人数、造林面积、林业产业结构比例、林业产业产值和林木绿化率6个投入产出指标,运用考虑规模收益的DEA模型(BC2-DEA模型)对1993—2013年北京林业的投入产出效率进行了测算,并对测算结果进行了分析。结果显示,1993—2013年,北京林业投入产出的综合效率总体上是比较高的,21年内的平均综合效率值为0.966。在总体综合效率变化上,1993年以来,林业投入产出效率较好,总体效率变化趋势大致平稳,小有波动。其中处于DEA有效状态的年份14年,另外有7个年份处于DEA无效状态。研究还对北京林业投入产出效率的主要影响因素进行了分析,指出林业固定资产投资完成额的变化对林业投入产出效率的影响最大,林业产业结构比例对目前北京林业投入产出效率的影响相对较小。另外,林业投资管理、生产管理等也影响林业生产效率。研究建议,今后北京的林业发展应主要集中在稳定固定资产投资、加大产业结构调整、提高林业的投资和生产管理水平上。研究对促进北京林业生态与经济的协调发展、提高林业投入产出效率及实现林业可持续发展等有重要意义。      

森林火灾蔓延多模型预测系统研究

该文通过对森林火蔓延模型的研究,建立了一种使用产生式原则的多模型森林地表火蔓延预测系统. 此预测系统通过与森林火灾实时监控系统连接,将数据流动由传统公式计算中的单向流动,变为计算数据流回输入端,进行反馈修正计算,从而形成一个对数据库的修正与补充的系统,以达到减小模型预测误差的目的. 与实测结果比较表明,该系统的预测结果可信,能够实现林火蔓延的预测.      

基于CA-Markov模型的永春县景观格局动态模拟

根据景观类型划分出3期永春县景观格局图;并利用IDRISI软件构建CA-Markov模型,对永春县2010年景观格局进行模拟.模拟结果与实际景观格局的Kappa指数为0.8415,具有较高的可信度.再利用该模型对永春县2015年景观格局进行模拟,结果表明:2010-2015年永春县耕地、林地面积趋于减小,建设用地面积增大,其余景观类型略有变化;与2000-2010年相比,永春县耕地和林地面积下降速度没有明显减缓.因此,迫切需要发挥土地利用总体规划的控制作用,加强对耕地和林地的保护.     

基于元胞自动机复合模型的村镇土地利用变化模拟

为向村镇土地利用规划和管理提供合理决策依据,开展村镇土地利用空间格局变化进行模拟研究。在元胞自动机模型基础上,引入马尔科夫模型和多标准评价方法,构建元胞转移数量规则及空间位置规则,从自然环境、社会经济与政策等3方面分析土地利用影响因子,构造元胞自动机复合模型;选取北京市房山区为研究区,以村镇为单元对其土地利用空间格局进行模拟。结果显示:房山区的耕地、林地面积不断减少,建设用地占用农用地现象突出;人口集中、农业资源丰富的平原区各村镇土地利用变化明显。研究表明,多标准评价方法使元胞转移空间位置有规律可循,并有效避免模拟结果中大量错误斑点的产生;以村镇为单元进行分析,模拟的结果更加精细和合理。