基于CA的深圳市城市土地利用变化模拟及预警研究
发布时间：2021-07-03 06:09
我国经过改革开放30年的快速发展,城市化进程不断加快,在经济发展取得巨大成就的同时土地问题也不断出现,人地矛盾十分突出。长期以来,地方政府形成了“以地生财”的粗放式土地利用模式,主要特点就是城市用地快速扩张,占用了大量耕地、园地、林地等农用地资源,生态环境以及人居环境不断恶化。当前,许多大中城市的发展都面临着土地资源紧约束的困境,面对新形势下的社会经济可持续发展问题,需要在转变城市土地利用方式的同时,着重加强对城市土地利用风险的预测、预警及有效控制研究,其中模拟和预警技术就显得尤为重要和迫切。模拟是对现实世界真实事物或者过程的虚拟,中心思想是要表现出选定的抽象系统的特性,其关键问题是有效信息获取、关键特性和表现的选定、近似简化和假设的应用以及模拟的重现度和有效性；在地理学中通常采用数学建模的方法去描述某一地理系统的结构和行为,所采用的模型主要有静态模型和动态模型两种。预警则是一种预先发布警告的制度,可以认为是对可能出现的问题和风险的辨识、分析和预测,并采取必要的、超前的措施对其予以防范、消除,将可能的损失减少到最低程度的一种方法。可以说,模拟和预警技术相结合是预防并控制城市土地利用风险...
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 土地利用预警国内外研究进展
1.2.2 元胞自动机(CA)国内外研究进展
1.2.3 研究评述
1.3 研究目标与内容
1.4 研究技术路线
1.5 论文组织结构
第二章 研究区概况及数据准备
2.1 研究区概况
2.1.1 自然资源条件
2.1.2 社会经济发展
2.1.3 土地利用现状
2.2 研究数据准备
2.2.1 数据资料
2.2.2 数据预处理
第三章 城市土地利用变化过程分析
3.1 城市土地利用变化基本特征
3.1.1 结构变化分析
3.1.2 强度变化分析
3.1.3 空间变化分析
3.2 城市土地利用变化驱动力
3.2.1 驱动因素及变量相关性分析
3.2.2 驱动力主成分分析
3.2.3 驱动力回归分析
3.3 城市土地利用变化脱钩分析
3.3.1 脱钩理论基础
3.3.2 脱钩模型建立与分析
第四章 基于生命机制的扩展CA模型构建
4.1 标准CA模型的基本原理
4.2 标准CA模型的扩展机理
4.3 扩展CA模型的设计与构建
4.3.1 扩展CA概念模型设计
4.3.2 基于Markov预测的CA迭代时间控制
4.3.3 基于Logistic回归的CA元胞适应度计算(全局性约束)
4.3.4 基于期望系数的CA元胞邻域空间影响计算(局部性约束)
4.3.5 综合转换概率的确定
4.4 扩展CA模型的开发与实现
4.4.1 扩展CA元胞数据结构
4.4.2 扩展CA模型开发及计算过程
第五章 城市土地利用变化时空模拟分析
5.1 扩展CA模型参数设置
5.1.1 Markov总量预测
5.1.2 扩展CA元胞适应度计算
5.1.3 扩展CA元胞综合期望值计算
5.1.4 扩展CA强制性约束条件制定
5.1.5 其他参数设置
5.2 深圳市城市土地利用变化模拟和预测
5.3 模型精度检验
第六章 城市土地利用变化多尺度预警分析
6.1 城市土地利用预警体系构建
6.1.1 预警的内涵
6.1.2 预警的机制
6.1.3 预警体系框架
6.1.4 预警评价指标的设计
6.1.5 预警评价模型的建立
6.1.6 预警警度的划分
6.2 深圳市城市土地利用变化预警分析
6.2.1 基于扩展CA模型的预警指标预测
6.2.2 区级尺度的城市土地利用变化预警
6.2.3 街道尺度的城市土地利用变化预警
6.3 深圳市城市土地利用变化警情监测与分析
6.3.1 区级尺度的城市土地利用变化警情
6.3.2 街道尺度的城市土地利用变化警情
6.3.3 警情反馈及相关政策建议
第七章 结论与展望
7.1 主要研究结论
7.2 论文创新点
7.3 问题与展望
参考文献
攻读博士学位期间主要科研成果
致谢
本文编号：3262029
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 土地利用预警国内外研究进展
1.2.2 元胞自动机(CA)国内外研究进展
1.2.3 研究评述
1.3 研究目标与内容
1.4 研究技术路线
1.5 论文组织结构
第二章 研究区概况及数据准备
2.1 研究区概况
2.1.1 自然资源条件
2.1.2 社会经济发展
2.1.3 土地利用现状
2.2 研究数据准备
2.2.1 数据资料
2.2.2 数据预处理
第三章 城市土地利用变化过程分析
3.1 城市土地利用变化基本特征
3.1.1 结构变化分析
3.1.2 强度变化分析
3.1.3 空间变化分析
3.2 城市土地利用变化驱动力
3.2.1 驱动因素及变量相关性分析
3.2.2 驱动力主成分分析
3.2.3 驱动力回归分析
3.3 城市土地利用变化脱钩分析
3.3.1 脱钩理论基础
3.3.2 脱钩模型建立与分析
第四章 基于生命机制的扩展CA模型构建
4.1 标准CA模型的基本原理
4.2 标准CA模型的扩展机理
4.3 扩展CA模型的设计与构建
4.3.1 扩展CA概念模型设计
4.3.2 基于Markov预测的CA迭代时间控制
4.3.3 基于Logistic回归的CA元胞适应度计算(全局性约束)
4.3.4 基于期望系数的CA元胞邻域空间影响计算(局部性约束)
4.3.5 综合转换概率的确定
4.4 扩展CA模型的开发与实现
4.4.1 扩展CA元胞数据结构
4.4.2 扩展CA模型开发及计算过程
第五章 城市土地利用变化时空模拟分析
5.1 扩展CA模型参数设置
5.1.1 Markov总量预测
5.1.2 扩展CA元胞适应度计算
5.1.3 扩展CA元胞综合期望值计算
5.1.4 扩展CA强制性约束条件制定
5.1.5 其他参数设置
5.2 深圳市城市土地利用变化模拟和预测
5.3 模型精度检验
第六章 城市土地利用变化多尺度预警分析
6.1 城市土地利用预警体系构建
6.1.1 预警的内涵
6.1.2 预警的机制
6.1.3 预警体系框架
6.1.4 预警评价指标的设计
6.1.5 预警评价模型的建立
6.1.6 预警警度的划分
6.2 深圳市城市土地利用变化预警分析
6.2.1 基于扩展CA模型的预警指标预测
6.2.2 区级尺度的城市土地利用变化预警
6.2.3 街道尺度的城市土地利用变化预警
6.3 深圳市城市土地利用变化警情监测与分析
6.3.1 区级尺度的城市土地利用变化警情
6.3.2 街道尺度的城市土地利用变化警情
6.3.3 警情反馈及相关政策建议
第七章 结论与展望
7.1 主要研究结论
7.2 论文创新点
7.3 问题与展望
参考文献
攻读博士学位期间主要科研成果
致谢
本文编号：3262029
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