基于多智能体的土地利用模拟与规划模型

利用多智能体和元胞自动机对城市土地资源的可持续利用进行了规划。根据环境经济学资源分配原理和可持续发展理论,提出结合多智能体及元胞自动机的微观规划模型,在时间和空间上合理分配及规划城市土地资源的利用,以避免浪费不可再生的土地资源。该模型由相互作用的多智能体层、元胞自动机层和环境因素层组成,可方便地探索不同土地利用政策下城市土地利用发展情景,能够为城市规划提供有用的决策依据。以广州市海珠区为实验区,在可持续发展为前提的规划下,模拟了1995-2010年的城市扩展的动态变化,并讨论了在不同规划情景下城市土地资源的利用效率及合理性。     

基于微粒群优化算法的空间优化决策

空间优化决策是GIS应用中复杂而又常见的问题。由于涉及到大量的组合,使用穷举法等方法难以找到最优的解决方案,因此需要运用新的理论方法来解决这类问题。微粒群优化算法是近年来新兴的一种优化技术,与GIS相结合可解决空间优化决策问题。首先,对微粒群优化算法和空间优化决策问题作了简单介绍;然后,基于人口密度、最短距离约束条件下,通过GIS技术,对微粒群优化算法用于空间优化决策的方法、实施过程作了详细阐述;接着,用4×4方格单元对PSO方法的正确性、有效性进行了验证;最后,以广州市芳村区为例,对该方法进行实例验证。通过实验,证明微粒群优化算法具有较好的收敛速度、较高的结果精度,是解决空间优化决策问题的一种有效方法。     

悬浮泥沙遥感定量的统一模式及其在珠江口中的应用

本文推导出来悬浮泥沙遥感定量的统一式,其形式包含了Gordon关系式和负指数关系式,其它各悬浮泥沙的关系式可看作是该统一式的近似。由多个例子的计算表明统一式的相关性和精度要高于目前国内外使用的悬浮泥沙定量的遥感模式。该统一式被成功地应用于珠江口伶仃洋的遥感定量分析中。     

伶仃洋N,P静态环境容量的研究

本文利用陆地卫星影象具有水陆边界清晰和多时相等优点,计算出伶仃洋枯、平、丰水期的水容量。结合实地采样分析,推算出伶仃洋从上界各口门排入的N,P输送量,和从伶仃洋输出南海的N,P通量;估算出伶仃洋的N,P静态容量,为伶仃洋水环境的治理和资源开发利用的环境保护规划提供了科学依据。     

城市扩张驱动下植被净第一性生产力动态模拟研究——以广东省为例

城市间相互作用对城市扩张时空演变及其植被碳循环效应具有重要影响。本文将城市相互作用因子引入到元胞自动机(CA)的城市扩张模拟中,使用极限学习机(ELM)来自动获取CA的转换规则,并提出了ELM-CA模型;结合Biome-BGC模型,以广东省为例,对未来城市扩张及其植被净第一性生产力(NPP)效应进行耦合研究。结果表明:ELM-CA模型无需人工确定各变量权重大小,在不同类型变量的参数获取方面具有优势。通过嵌入城市间相互作用,ELM-CA模型能较好地模拟广东省城市用地扩张过程和格局。另外,广东省城市用地扩张对植被NPP具有重要影响,主要表现为城市用地的增加显著地降低植被NPP。按2000-2005年间城市扩张趋势,到2020年,由城市用地扩张导致的植被NPP降低约占广东省植被NPP的1.79%。引导城市合理扩张,对于维持生态系统碳平衡、促进社会经济的可持续发展具有重要意义。     

基于神经网络的元胞自动机及模拟复杂土地利用系统

本文提出了基于神经网络的元胞自动机(CellularAutomata),并将其用来模拟复杂的土地利用系统及其演变。国际上已经有许多利用元胞自动机进行城市模拟的研究,但这些模型往往局限于模拟从非城市用地到城市用地的转变。模拟多种土地利用的动态系统比一般模拟城市演化要复杂得多,需要使用许多空间变量和参数,而确定模型的参数值和模型结构有很大困难。本文通过神经网络、元胞自动机和GIS相结合来进行土地利用的动态模拟,并利用多时相的遥感分类图像来训练神经网络,能十分方便地确定模型参数和模型结构,消除常规模拟方法所带来的弊端。     

基于支持向量机的元胞自动机及土地利用变化模拟

提出了利用遥感数据，并采用支持向量机来确定元胞自动机非线性转换规则的新方法。元胞自动机在模拟复杂地理现象时，需要采用非线性转换规则。目前元胞自动机主要采用线性方法来获取转换规则，在反映复杂的非线性地理现象时有一定的局限性。以城市扩张的模拟为例，将模拟城市系统的主要特征变量映射到Hilbert空间后，通过SVM建立最优分割超平面，分割超平面的分类决策函数由径向基核（Radial Basis Kernel）构造。利用历史遥感数据校正超平面的决策函数，确定城市元胞自动机的非线性转换规则，计算出城市发展概率。利用所提出的方法，对深圳市1988-2010年的城市发展进行了模拟，取得了较理想的模拟效果。研究结果表明，基于SVM-CA模型的模拟精度比传统MCE方法模拟精度高，MoranⅠ指数与实际更为接近。     

利用遥感与GIS分析珠江三角洲农田流失的空间分布规律及影响因素：以？…

近年珠江三角洲出现了迅速的城市化的过程,大量的农田被推平作为非农业用地,其中有相当一部分的土地资源被不合理地浪费掉。分析这种土地利用变化的过程,可以为有效地利用土地资源提供规划依据。本文利用遥感与ＧＩＳ相结合的方法,探讨了东莞市农田流失的时空分布规律。通过熵的计算,对快速的城市扩张过程进行了定量化的监测。并利用重力模型,研究造成这种现象的影响因素,研究发现,东莞市某些镇近年来的农田流失尤为严重。     

利用遥感与GIS对农田损失的监测及定量评价方法—以东莞市为例

珠江三角洲近年来经济呈现调整增长，但同时也存在着一系列环境问题，其中相数量的农田被推平当成城市用地。本文以珠江三角洲发展最快的城市为例，利用多时相遥感图像分类方法，发现该市１９８８年－１９９３年之间共损失２１２８５．７ｈｍ＾２农田。最后得到了利用空间指标和属性指标来评价农田损失的综合指标Ｉｌｏｓｓ。     

利用遥感监测和分析珠江三角洲的城市扩张过程——以东莞市为例

伴随着经济的快速增长，珠江三角洲近年来出现了迅速的城市化以及乡村城市化的过程。沿着城镇边缘和公路两旁，大片的农田被侵占来单方面地满足城市开发的需要，忽略了粮食产量减少以及环境质量恶化等问题。利用遥感可以有效地监测珠江三角洲的城市扩张过程。在遥感多时相监测的基础上通过熵的计算，可以定量地描述城市扩张的空间规律及扩散过程。