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《新疆大学》 2005年
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基于细胞自动机的城市增长模拟研究

陈学刚  
【摘要】:本文以城市为主要研究对象,将城市和区域作为复杂空间系统,以复杂性科学的理论和方法来审视和研究城市和区域空间演化的过程和机制。论文沿着理论、方法、模型、模拟应用、结果分析等篇章展开。 首先,介绍复杂系统的基本概念、性质和演化过程。简单回顾了城市模型的发展历史。针对传统模型存在的问题,在复杂系统的理论背景下,引入城市细胞自动机模拟模型。作为研究复杂系统的一种重要方法,细胞自动机模型广泛应用到研究复杂地理过程。这方面研究已经是地理系统建模领域的一个前沿地带。 其次,详细说明了标准细胞自动机的概念、构成、原理、特性、分类和细胞自动机用于城市复杂系统必然性和可行性。对于城市和区域这样的复杂空间系统,传统的研究方法难以揭示其内在演化的本质规律,需要研究方法创新。 接着,作者进一步详述了一种松散耦合型城市细胞自动机模型(SLEUTH)的组成、内部机理、规则和校准方法等。为了证明模型的有效性和通用性,从个体空间的微观角度入手,在较高的空间和时间分辨率下,对乌鲁木齐未来城市空间的动态演化过程进行了模拟研究。 最后,根据模拟统计(指数、系数)结果和空间图像,从校准指数的有效性和预测过程产生的系数、指数变化的内在关系分析结果中可以得出,SLEUTH 确实是按照系数影响规则,自修改规则调整系数,这样一个随着时间变化螺旋上升的内部增长结构。从两种实验假设下产生的预测图结果看出,SLEUTH 可以作为规划设计的“虚拟实验室”,可以为地理学家提供可视化的理论参考。对于城市规划和管理部门制定合理的城市发展规划,实现可持续的城市发展具有指导意义。 综上所述,本人认为研究是成功的,达到了预期目标。并在重建研究区域连续空间影像数据和独立在内陆型城市应用SLEUTH 模型两方面做了创新。但是,由于种种限制因素,模型的应用存在着一些局限性和不足。分析不足的原因,然后提出了今后研究的方向。 随着我国城市化进程的进一步加大,大都市将成为中国未来城市化最具活力的地区,应用基于CA的城市区域空间动态模型,对我国区域城市发展演变过程进行模拟研究无疑具有重要的理论和实践意义。
【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:F224

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 周兴东;徐州市城区景观格局时空变化遥感监测与分析[D];山东科技大学;2010年
2 徐昔保;基于GIS与元胞自动机的城市土地利用动态演化模拟与优化研究[D];兰州大学;2007年
3 代娟;基于SLEUTH模型的区域空间演变模拟[D];中国地质大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 张雪梅;基于SLEUTH模型的城市扩张分析及场景预测研究[D];昆明理工大学;2010年
2 高玉宏;大庆市城市扩展模拟研究[D];哈尔滨师范大学;2011年
3 钱雨果;快速城市化下武汉市城市森林的时空格局和动态研究[D];华中农业大学;2011年
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5 李辉;基于SLEUTH模型的银川平原城市扩展研究[D];兰州大学;2010年
6 马金卫;烟台市城镇扩展多情景模拟与格局优化[D];鲁东大学;2012年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周兴东;徐州市城区景观格局时空变化遥感监测与分析[D];山东科技大学;2010年
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9 马永俊;现代乡村生态系统演化与新农村建设研究[D];中南林业科技大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝慧君;CA-MARKOV模型与GIS、RS在土地利用/土地覆盖变化中的应用研究[D];华中农业大学;2010年
2 郑占;基于CA模型的城市用地扩张模拟研究[D];华中农业大学;2010年
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5 王丽敬;地理案例的空间相似性计算[D];山东科技大学;2010年
6 李昕;区域性核心城市辐射带动能力研究[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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7 于卓;遗传算法在城市空间增长中的量化方法研究[D];武汉大学;2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 郑凯迪;徐新良;刘洛;;基于GIS与Sleuth模型的上海市城市扩展模拟与预测[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(下册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 韩明华;基于情境分析的集群企业知识转移机理与模型研究[D];浙江工商大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【相似文献】
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7 艾勇军;肖荣波;;新时期非建设用地规划的发展转向[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
8 韩昊英;赖世刚;;城市增长边界扩展机制研究——土地存量模型的应用[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
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10 胡希军;马永俊;左冕;;论城市增长与城市生态规划[A];2004城市规划年会论文集(下)[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 李兆汝曲长虹;非蔓延式城市增长:向国外学什么?[N];中国建设报;2008年
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7 徐成明李根喜;句容两次提标关注低保人群生活[N];镇江日报;2008年
8 记者 原建猛;二级天1至10月份吕梁完成最差[N];发展导报;2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡玉敏;中国城市增长、效率及其影响因素研究[D];天津大学;2009年
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3 李咏华;基于GIA设定城市增长边界的模型研究[D];浙江大学;2011年
4 李鹏;土地出让收益,公共品供给及对城市增长影响研究[D];浙江大学;2013年
5 刘勇;城市增长与景观变化的多尺度研究[D];浙江大学;2008年
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7 吴波;中国城市化进程中的“缺口”分析[D];西南财经大学;2012年
8 颜俊;巴西人口城市化进程及模式研究[D];华东师范大学;2011年
9 顾杰;城市增长与城市土地、住房价格空间结构演变[D];浙江大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙小群;基于城市增长边界的城市空间管理研究[D];西南大学;2010年
2 李娜;西安城市增长驱动力研究[D];西北大学;2011年
3 陈娟;泛长三角地区城市增长影响因素及其空间效应的实证研究[D];合肥工业大学;2013年
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5 冯小杰;城市增长边界(UGBs)理论与应用探析[D];西北大学;2011年
6 魏琨;基于库存管理的城市增长边界扩展方式模拟[D];浙江大学;2013年
7 王颖;苏州城市增长边界(UGB)初步研究[D];清华大学;2013年
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9 张艳奇;中国城市增长模式及其影响因素研究[D];清华大学;2008年
10 吕小彪;信息化快速发展时期的城市土地增值问题研究[D];华中科技大学;2005年
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