一种改进元胞自动机城市扩张模拟方法

摘要

本发明公开了一种改进元胞自动机城市扩张模拟方法，首先构建指标体系对城镇化发展水平以及土地利用潜力进行评价，得到一幅土地发展潜力图。基于发展潜力图，对非城市像元的潜力分值进行从大到小排序，并用数组记录下排序后的分值以及对应的像元位置。然后遍历数组的每一项，直到找到满足邻域影响的最大分值像元并将该像元转换为城市用地类型，与此同时城市元胞数量增加1，然后更新该元胞所有邻域的影响，从数组中删除该项并跳出循环，判断元胞增长数量是否满足要求，满足则得到模拟结果，不满足则重复上述循环，直到城市用地增长数量满足为止。本发明解决了传统元胞自动机因转换阈值的不确定性而导致模拟结果不确定的难题。

主权项

一种改进元胞自动机城市扩张模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：收集研究区域数据，包括数据集A和数据集B；所述的数据集A包括Y1年土地利用分类图、Y2年土地利用分类图和Y1年统计年鉴数据；所述的数据集B包括Y1年DEM、TM校正后影像、地类图斑图层数据、重要基础设施数据；其中Y1年统计年鉴数据包括城市人口、总人口、城市建设用地面积、辖区总面积、GDP、固定资产投资额、地方财政收入、第二产业产值、第三产业产值、城市居民人均可支配收入、城市居民人均住房建筑面积、城市职工社会保障覆盖率；重要基础设施包括城市道路、城市中心、商场、学校、医院；步骤2：利用数据集A对Y1年城镇化发展水平进行评价；步骤3：利用数据集B对Y1年非城市用地发展为城市用地的潜力进行评价；步骤4：将步骤2和步骤3得到的结果进行“影响叠加”，得到最终的土地发展潜力面；步骤5：将步骤4得到的土地发展潜力面上的所有非城市元胞的潜力值按照从大到小排序，用数组记录下潜力值以及对应的元胞位置；步骤6：从头遍历步骤5得到的数组，判断遍历的每一项元胞的邻域个数；如果邻域个数满足增长需要的最小邻域个数，则将该元胞状态由非城市变成城市，并修改该元胞所有邻域的影响，同时数组中删除该项，转步骤7；如果邻域个数不满足要求，则移动到数组下一项，并回转执行步骤6中的判断；步骤7：判断模拟增长的城市元胞数量是否已经达到总控制增长数量要求；如果达到了数量要求，则得到最终的模拟结果，转步骤8；如果没有达到数量要求，则回转执行所述的步骤6；步骤8：对得到的模拟结果与真实结果对比进行精度评价，包括kappa评价、生产者精度评价、用户精度评价。