基于元胞自动机的城市用地变化研究
基于GIS和元胞自动机的土地利用／覆盖变化模拟——以滇西北香格里拉县为例
１ 理 论 与 方 法
目前 元胞 自动机 在地 理模 拟 中主 要用 于 城 市用 地 和沙 漠化
１ ）西 南 林 业 大 学重 点 基 金 项 目 （０ ５ ３ ） ２００Ｚ 。 第 一 作 者 简 介 ： 鹏 ， ，９ ３年 １ ｜ ， 州 省 林 业 调 查规 划 卢 男 １８ １』 生 贵 院 ， 理 工 程师 。 助 通 信 作者 ： 彩 荣 ， 南林 业 大 学 资 源 学 院 ， 授 。 ｝ ｍａ ： ｅ 岳 西 教 ： ｉｃ 一 ｌ
第３ ９卷 第 １ Ｏ朗
２ ０１ １年 １ ０月
东
北
林
业
大
学
学
报
Ｖｏ ． ．１ １３９ Ｎｏ Ｏ
Ｏｃ ．２Ｏ１ ｔ １
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＮＯＩＴＨＥＡＳ ＦＯＲＥＳＴＲＹ １ Ｔ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ １
基 于 Ｇ Ｓ和 元 胞 自动 机 的 土 地 利 用／ 盖 变 化 模 拟 Ｉ 覆 ）
班
１ ＋
ｆ∑ ‘ Ｊ ＋
ｋｌ ＝
。
Ｌｇ 模型 中， 仅有 Ｊ 个 截距 ， 且有 ． ｏｉ ｔ 不 —１ 而 ， 一１套 斜 率 系 数 估 计 对 应 于 同一 套 自变 量 ， 就 是 公 式 中 每 一 斜 率 系 数 都 有 两 这 个下标的原 因， 中第一个 下标 标 志不 同 的 Ｌｇ ， 二 个下 其 ｏｉ 第 ｔ 标 标 志 不 同 的 自变 量 。
基 于此 ， 者对云南省香格里拉县 １８－ ２ ０ 的土地 笔 ９ ９ ０ ０年 利 用 变 化 驱 动 机 制 加 以研 究 ， 对 该 区 域 未 来 ２ 并 ０ａ的土 地 利 用 空 间 格 局 动 态 变 化 进 行 模 拟 。通 过 研 究 ， 以期 对 研 究 区森 林 景 观 的 恢 复 与 重建 等 提 供 一 定 的 参 考 ， 滇 西 北 其 他类 似 为 地 区 的 研 究 提供 借鉴
《2024年基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型研究》范文
《基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的快速推进，土地资源的合理利用成为当前亟待解决的问题。
准确模拟和预测土地利用变化，对土地资源的保护和可持续发展具有重要意义。
本研究结合系统动力学模型（SDM）和元胞自动机模型（CAM），构建土地利用情景模型，旨在更精确地模拟和预测土地利用变化，为土地资源的合理利用提供科学依据。
二、文献综述近年来，众多学者对土地利用变化进行了深入研究。
系统动力学模型因其能够处理复杂非线性问题，广泛应用于土地利用变化的研究中。
元胞自动机模型则能模拟空间格局的变化，为土地利用的时空演变提供了有力的工具。
然而，单一模型的应用存在局限性，因此，将两种模型相结合，发挥各自优势，成为当前研究的热点。
三、研究方法本研究结合系统动力学模型和元胞自动机模型，构建土地利用情景模型。
首先，通过系统动力学模型分析土地利用变化的内在机制和影响因素。
其次，利用元胞自动机模型模拟土地利用的空间格局变化。
最后，将两者相结合，构建土地利用情景模型，以更全面地模拟和预测土地利用变化。
四、模型构建与实证分析（一）模型构建1. 系统动力学模型构建：通过分析土地利用变化的内在机制和影响因素，构建系统动力学流图和因果关系图，确定模型的主要变量和参数。
2. 元胞自动机模型构建：确定元胞的划分、状态、转换规则等，构建元胞空间和元胞的转换规则集。
3. 情景设置：根据研究区域的特点和需求，设置不同的土地利用情景。
（二）实证分析以某城市为例，应用本研究所构建的土地利用情景模型进行实证分析。
通过对比不同情景下的土地利用变化，分析各种情景下的土地利用特点、优劣及影响因素。
同时，结合实际数据，对模型的模拟结果进行验证和修正，以提高模型的准确性和可靠性。
五、结果与讨论（一）结果分析1. 系统动力学模型分析结果：揭示了土地利用变化的内在机制和影响因素，为土地资源的合理利用提供了科学依据。
2. 元胞自动机模型模拟结果：成功模拟了土地利用的空间格局变化，为土地利用的时空演变提供了有力的工具。
基于gis与地理元胞自动机（geo-ca）模型的城市空间扩展模拟研究——以呼和浩特市为例
基于ＧＩＳ与地理元胞自动ＯＬ（Ｇｅｏ－ＣＡ）模型的城市卒同扩展模拟研字卜以呼和浩特市为例元胞空间表现为一个首尾相接的“圈”。
对于二维空间，上下相接，左右相接，而形成一个拓扑圆环面（ｔｏｒｕｓ），形似车胎或甜点圈。
周期型空间与无限空间最为接近，因而在理论探讨时，常以此类空间型作为试验。
反射型（ＲｅｆｌｅｃｔｉｖｅＢｏｕｎｄａｒｙ）指在边界外邻居的元胞状态是以边界为轴的镜面反射。
■！—］］口…皿；口例如在一维空间中，当ｒ＝ｌ时的边界情形：‘ｕ趾矿定值型（ＣｏｎｓｔａｎｔＢｏｕｎｄａｒｙ）指所有边界外元胞均取某一固定常量，如０，ｌ等．需要指出的是，这三种边界类型在实际应用中，尤其是二维或更高维数的构模时，可以相互结合。
如在二维空间中，上下边界采用反射型，左右边界可采用周期型（相对边界中，不能一方单方面采用周期型）。
③构形：是在某个时刻，在元胞空间上所有元胞状态的空间分布组合。
通常，在数学上它可以表示为一个多维的整数矩阵。
（３）邻居（ｎｅｉｇｈｂｏｒ）：以上的元胞及元胞空间只表示了系统的静态成分，为将“动态”引入系统，必须加入演化规则。
在地理元胞自动机中，这些规则是定义在空间局部范围内的，即一个元胞下～时刻的状态决定于本身状态和它的邻居元胞的状态。
因而，在指定规则之前，必须定义一定的邻居规则，明确哪些元胞属于该元胞的邻居。
在一维元胞自动机中，通常以半径ｒ来确定邻居，距离一个元胞ｒ内的所有元胞均被认为是该元胞的邻居。
二维元胞自动机的邻居定义较为复杂，但通常有以下几种形式（我们以最常用的规则四方网格划分为例），见图３·２，黑色元胞为中心元胞，灰色元胞为其邻居，它们的状态一起来计算中心元胞在下一时刻的状态。
（ａ）Ｖｏｎ．Ｎｅｕｍ姗型（ｂ）Ｍｏｏｒｅ型（ｃ）扩展的Ｍｏｏｒｅ型图３－２元胞自动机的邻居模型Ｆｉｇ．３－２ＮｅｉｇｈｂｏｒＭｏｄｅｌｓｏｆＣｅｌｌｕｌａｒＡｕｔｏｍａｔａ内蒙古师范大学硕士学位论文图４．１研究区域地理位置示意图Ｆ培４．１Ｔｈｅｓｃｈａｍａｔｉｃｍａｐｏｆｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｓｔｕｄｙ∞呼和浩特是中国实施西部大开发战略中重要的中心城市之一，也是北方沿边开放地区重要的中心城市和商业贸易中心。
基于多智能体与元胞自动机的城市生态用地演变研究的开题报告
基于多智能体与元胞自动机的城市生态用地演变研究的开题报告一、研究背景城市化进程中的生态用地不仅对维持生态系统的功能具有重要意义，也对人类社会的持续发展具有深远影响。
同时，城市用地的不断扩张和生态用地的不断缩小也使城市生态环境遭受了严重的破坏。
因此，如何有效地保护城市生态用地，实现城市生态用地的可持续利用，成为了城市化进程中亟待解决的重要问题。
二、研究目的本研究旨在基于多智能体与元胞自动机的方法，探究城市生态用地的演变规律，为制定城市生态保护政策提供科学依据。
三、研究内容1. 建立城市生态用地演变模型在本研究中，将采用多智能体与元胞自动机的方法建立城市生态用地演变模型。
其中，多智能体模型将模拟城市管理部门和居民之间的互动关系，其中部门将通过政策措施来保护生态用地，居民则将在互动过程中逐渐培养主动保护生态的意识。
元胞自动机模型将模拟城市内不同用地类型之间的演变过程，并通过地理信息系统提供空间环境的支持。
2. 分析城市生态用地演变的影响因素在本研究中，将通过统计学方法对城市生态用地演变过程进行分析，以找出影响城市生态用地演变的主要因素。
主要影响因素包括城市化进程、人口增长、工业化进程、自然环境变化等。
3. 设计生态保护政策在本研究中，将设计和优化能够保护城市生态用地并具有可操作性的政策措施，以实现城市内生态用地的可持续利用。
四、研究方法本研究主要采用多智能体模型与元胞自动机模型相结合的方法，建立具有空间和时序性的城市生态用地演变模型，分析城市生态用地演变的影响因素，为设计生态保护政策提供科学依据。
五、研究意义本研究将对城市生态用地的演变规律进行探究，为城市生态保护政策的制定提供科学依据。
同时，本研究所建立的城市生态用地演变模型还可以作为未来城市规划和人口预测的参考。
本研究还为相关领域的研究提供了新的解决方案和思路。
基于元胞自动机的遗传神经网络在土地利用变化模拟分析中的应用
ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ｕ ｐ ｔ ｏ ７ Ｏ ９ ／ ６ ，ｂ ｕ ｔ ｃ ａ ｎ ｎ ｏ ｔ ｂ ｅ ｓ ｕ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｆ
Ｗ ＥＩ Ｃｈ ｕ ｎ — ｚ ｈ ｕ ，ＺＨＥＮＧ Ｗｅ ｎ － ｆ ｅ ｎ ｇ ，Ｍ ＥＮＧ Ｑｉ ｎ ｇ — ｙ ａ ｎ ， Ｗ ＡＮＧ Ｃｈ ｕ ｎ － ｍｅ ｉ ， ＬＩ Ｕ Ｍｉ ａ ｏ
（ １ ．Ｃｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｃｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ０ ０， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ；２ ．Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｒｅ ｍｏ ｔ ｅ Ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｎ ｇ
第 ２ ３卷第 １ 期
２ ０ １ ４年 １ 月
测
绘
工
程
Ｖ０ Ｌ ２ ３ ． Ｎｏ ． １
Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ
Ｊ ａ ｎ ． ， ２ ０ １ ４
基 于 元 胞 自动 机 的 遗 传 神 经 网 络 在 土 地 利 用 变 化 模 拟 分 析 中 的 应 用
ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｓ ｅ ｉ ｎ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ｆ ｒ ｏ ｍ ２ ０ ０ ９ ｔ ｏ ２ Ｏ ｌ １ ． Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ
基于CA的郑州市土地利用演化研究
所 不 具 备 的 优 越 性 ． 此 ， 用 Ｃ 对 土 地 利 用 变 化 因 采 Ａ
括 中原 区 、 二七 区 、 城 区 、 管 金水 区 、 惠济 区 ５区．
进 行模 拟研 究具 有 其 内在 的 实用 性 、 理 性 ． 时 ， 合 同
系统 的 演化 特征 ． ｌａ 是第 一个 从动 力 学 的角 ｓＷｏ ｒｍ ｆ
度对 Ｃ Ａ进 行 了理 论 上 的 系 统 描 述 ， Ｃ 的理 为 Ａ 论研 究 奠定 了基 础 ． 因其 灵 活 而 简 单 的保 持 了模 拟 的精 度 ，０世 纪 ８ ２ ０年 代 以来 ， Ａ模 型 更 加 吸 引 了 Ｃ
正整 数 ， 示 Ｃ 内元胞 空 间 的维 数 ； 表 Ａ Ｓ是 元 胞 的有 限 的 、 散 的状态 集合 ； 离 Ｎ表示 一个 所 有邻 域 内元 胞 的组 合 （ 包括 中 心 ） ＿是 基 于 邻 近 函数 实 现 的转 换 ； 厂 规则 ， 据转 换 规则 ， 根 元胞 可 以从 一种 状态 转换 为 另
夫 链 只 是 一 个 状 态 转 化 的 随 机 变 量 ， 具 有 空 间 概 不
研究 区土地 利用 类 型分 为建设 用 地 、 被 、 植 水域 和其
他用 地 ６类 ． 于监督 分 类 的局 限性 ， 获 得 的分类 鉴 对 结 果进 行 了 聚 类 统 计 （ ｌｍ ） 去 除 分 析 （ ｌ ｉ Ｃｕ ｐ 和 Ｅｉ — ｍ
模 拟 研 究 ． 模 拟 空 间 现 象 时 具 有 时 间 和 空 间 动 态 在
７ ５ ６万人 ． 中以郑州 市辖 区 即东经 １ ３ ２ ８一 ３． 文 １ 。６３ ”
１ ３ ５ ５ ， 纬 ３ 。 ５ ５ ” ３ ５ １ 研 究 区 ， １ 。 １３ 北 ４ ３ ５ 一 ４。７ ５ 为 包
元胞自动机土地利用预测原理
元胞自动机土地利用预测原理土地利用预测是指根据过去的土地利用模式和一定的规律，通过建立数学模型来预测未来一定时期内的土地利用情况。
而元胞自动机则是一种模拟复杂系统行为的数学模型，它由许多细胞（cell）组成，每个细胞都具有一定的状态，并与周围的细胞相互作用。
元胞自动机模型中的每个细胞都可以表示一个地块，而细胞的状态可以表示该地块的土地利用类型，如农田、林地、建设用地等。
元胞自动机模型中的状态转换规则可以通过观察过去的土地利用模式和一定的规律来确定。
土地利用预测的基本原理是通过分析过去的土地利用模式和一定的规律，建立元胞自动机模型，并根据模型中的状态转换规则来预测未来一定时期内的土地利用情况。
预测的准确性取决于模型中的状态转换规则的准确性和模型中的参数的确定。
元胞自动机模型的状态转换规则可以通过多种方法确定，其中一种常用的方法是基于邻居细胞的状态。
例如，对于一个细胞来说，如果周围的细胞主要是农田，则该细胞很可能也是农田；如果周围的细胞主要是建设用地，则该细胞很可能也是建设用地。
通过观察过去的土地利用模式，我们可以统计不同类型的邻居细胞对当前细胞状态的影响，并据此确定状态转换规则。
除了邻居细胞的状态，元胞自动机模型的状态转换规则还可以考虑其他因素的影响，如地形、气候、经济发展等。
这些因素可以通过引入模型中的参数来表示，并根据观察数据和专家知识来确定。
土地利用预测可以应用于城市规划、环境保护、农业发展等领域。
例如，在城市规划中，可以利用土地利用预测模型来预测未来一定时期内不同类型的土地利用需求，从而指导城市的用地规划和土地资源的合理利用；在环境保护中，可以利用土地利用预测模型来评估不同土地利用类型对环境的影响，从而制定相应的环境保护措施；在农业发展中，可以利用土地利用预测模型来预测不同类型的农田需求，从而指导农业生产的布局和农田资源的合理配置。
元胞自动机土地利用预测原理是一种基于过去土地利用模式和一定规律的预测方法。
基于FLUS模型的花都区土地利用动态模拟研究
Land Use, Dynamic Simulation, FLUS Model, Huadu District
基于FLUS模型的花都区土地利用动态 模拟研究
马小宁1，林沛锋1，陈美招2
1广东工业大学管理学院，广东 广州 2广东外语外贸大学社会与公共管理学院，广东 广州
文章引用: 马小宁, 林沛锋, 陈美招. 基于 FLUS 模型的花都区土地利用动态模拟研究[J]. 社会科学前沿, 2019, 8(7): 1327-1341. DOI: 10.12677/ass.2019.87182
Open Access
1. 引言
随着全球城市化的快速发展，城市扩展引起的全球土地利用剧烈变化已引起学术界的广泛关注[1] [2]。 研究区域土地利用变化及预测其动态演变规律，对土地资源优化配置、城市空间的合理布局、区域可持 续发展等具有重大的理论和现实意义[3] [4] [5] [6]。
90 年代以来，伴随着地理计算的发展和成熟，利用数学模型与模拟实验相结合的研究方式越来越受 到学术界的重视，以数学模型为基础，对土地利用的动态特征进行模拟和预测显现出了良好的效果而成 为土地科学研究热点[7]。元胞自动机(CA)作为一种离散动态模型，具有很强的模拟复杂系统的能力，在 模拟城市扩展时空演化等复杂非线性问题方面具有独特的优势[8] [9]，但 CA 模型本身存在的不确定性也 会对土地利用变化的模拟结果产生不利影响[10]。近年来，为了提高 CA 模型模拟对土地利用动态变化模 拟的精度，许多学者对 CA 模型进行改进，有学者利用粒子群优化算法(PSO)对变换规则进行随机优化， 以减少不确定性[11] [12]，或者结合其他模型，如生态模型和环境影响评价模型进行仿真，预测重大政策 对土地利用变化的影响[13]；Arsanjani 等人建立了包括 Logistis 回归模型、马尔可夫链和 CA 模型的混合 模型，以综合自然环境因素和社会经济因素，从而提高模拟精度[14]。但是，目前大部分模型常常单独训 练和估计各类型土地的转换概率，忽略了各土地类型间的联系，难以体现土地类型间的竞争及相互影响 [15]；刘小平提出了基于 CA 模型的 FLUS (Future Land-Use Simulation)模型包含基于轮盘赌选择的自适应 惯性竞争机制，能够有效地处理各种土地利用类型相互转换的不确定性和复杂性，解决了上述问题[16]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在此 ，ｔ ＋ 是 离散 的 时间 ， “是元 胞 在 ｔ ｌ ，ｔｌ ＋ 时刻 的 状态 ， 是元 胞 在 ｔ 时刻 的状态 ，（）式 表 明 了元 ３ 胞 在 ｔ ｌ时刻 的状 态 由其 在 ｔ ＋ 时刻 的状 态 、邻 域 元 胞 状态 组合 及局 部转换 规则所 确 定 。
维普资讯
第 １ 第 １期 ９卷
２０ ０ ７年 １月
云 南 地 理 环 境 研 究
ＹＵ ＮＮＡＮ ＧＥＯＧＲＡＰ Ｃ Ｅ 豫 ｏＮＭ哐Ｎｒ Ｒ ＥＡＲＣＨ ＨＩ Ｎ、 ＥＳ
Ｖ０ ．９ １１ Ｎｏ １ ．
Ｊｎ ．２ ｏ ａ． Ｏ ７
基 于元胞 自动机 的城市用地变化研 究
李茂刚，陈松林
（ 建 师范 大 学 地理 科 学 学 院 ，福 建 福 州 ３ ０ ０ ） 福 ５ ０ ７
摘 要 ：城 市 土 地 利 用演 化 的实 质 是 人 为干 预 下 城 市 生 态 景 观 的 自组 织 机 制 作 用 过 程 ；元 胞 自动 机 （Ａ Ｃ ）所 独 有 的 特 征 和 构 模 方 式 使 其 在 模 拟 复杂 性 系 统 如 城 市 系 统 等 方 面 表 现 出强 大 的 模 拟 能 力 。利 用 Ａ Ｔ Ｒ影 像 数 据 ， Ｃ ＳＥ 在 Ａ 模 型 下对 福 州 市 ２ １ 和 ２ ２ 的 城 市 用 地进 行 了 模拟 。从 而 为 城 市 规划 提 供 决 策 支持 服务 ，对 真正 合 理 地 利 ０ ０年 ０ ０年 用 城 市 土地 ，实 现 城市 可持 续 发 展 具有 重要 意义 。
关 键 词 ：元 胞 自动 机 （Ａ ；城 市 用 地 ；Ａ ， Ｒ；福 州 Ｃ） ＳＥ Ｉ 中 图分 类 号 ：Ｘ ７ ８ 文 献标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１０ － ８２ （０ ７ １０ ４ ４ ０ １ ７ ５ ２ ０ ）Ｏ－ ｏ ３
Ｃ 中的 时 间不具 有 物理 意 义， 离 散 的 。用数 学 符 Ａ 是
Ⅳ ｌ ２ ３ ＿ ，ｓ，ｓ，… ，ｓ “，… ，ｓ ｌ ｎ ）
（） ２
ｓ 为元 胞 ｉ 的元 胞 状 态 ，诞 （ ，２ １ ，… ，， ；ｎ是 包 ｔ ）
则来模 拟 出复杂 的空 间结构 图 。
Ｃ Ａ是 由元 胞 （ｅｌ 、元 胞 空 间 （ａｔ ｅ） Ｃ ｌ） ｓ Ｌ ｔｃｓ、元 ｉ
括 中心 元 胞 的邻 域 元 胞个 数 ； ｆ是元 胞 局 部 转换 规
则 。所 以一 个 Ｃ Ａ模型 可 以表示 为 ： ｓ ｌ ＋ ， （） ３
胞 状 态 （ｅｌ ｔｅ） Ｃ ｌｓ ｔｓ、邻 域 （ｅｇｂｒｏｄ）和转 换 ａ Ｎ ｉ ｏｈｏｓ ｈ 规 则 （ｒｎｉｏ ｕ ｓ Ｔａｓｉ ｒｌ ）及 离 散 时 间 （ｉ ｒｔ ｔ ｅ ｔｎ ｅ Ｄｓ ｅｅ ｉ ） ｃ ｍ
１ 元 胞 自动机的 特点 及应 用 ． ２
刻ｔ 只能对 应一 种 由离 散 有 限集 合 组成 的状态 ；邻
域 是 由一 定 的 规 则定 义 的 中心 元 胞 周 围一 定范 围 、
一
定形 状 的所有 元胞 的集 合 ，中心元 胞 在下 一 时刻
从 目前 的研 究 来 看 Ｃ 模 型具 有 如 下 特 点 ［ Ａ ２ １ ： （ ）Ｃ 模 型 采用 “ １ Ａ 自下而 上 ” 构 模 方 式 ，并 且 没
维普资讯
云 南 地 理 环 境 研 究
第 １ ９卷
相互 作 用 的时空 动态模 拟模 型， 很好 地将 时 间和 空 能 间统 一 于 模 型 中 ， 较 好 地 模 拟 时 空 的演 化 过 程 ； 能 （ ）Ｃ ３ Ａ模 型 中 的时 间 和空 间 均是 离 散化 的， 计 算 与 机 表示 客 观 世 界 的 方式 一致 ， 合 于 建立 计 算 机 模 适 型 ； （ ）Ｃ 提供 元胞 个 体 的行 为 空 间而 不 受 比例 ４ Ａ 尺 的影 响 ，具 有 不依赖 比例尺 的概念 ， 以用来 模 拟 可 局 部演 化 过程 ； （ ）Ｃ ５ Ａ与栅 格 Ｇ Ｓ具有 相 同的数 Ｉ
个 整 数 ，表 示元 胞 空 间 的维数 ；Ｓ代 表元 胞 的有 限 的离 散状态 集 合 ；Ｎ 表 示某 一元 胞 所有 邻域 内元 胞状 态 的组合 （ 括 中心元 胞） 包 ，可 以用 数学 公式表
示为：
最 初 由 著 名 数 学 家 冯 ． 依 曼 （ｏ ｎ Ｎ ｎ Ｎ ｕ 诺 Ｊｈ ｏ ｅ —
良好 的灵 活性 和开 放性 ； （ ）Ｃ 是基 于 微观 个体 ２ Ａ
收 稿 日期 ：２ ０ － ２ ２ ０ ６ ０ －０；修 订 日期 ：２ ０ － ５ ０ ． ０ ６ － ４ ０
基 金 项 目 ：国 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （０７ ０４ ；福建 省 科 技 厅 重 大 攻 关 基 金 项 目 （０ ３ｏ ２ ４ ３ １５ ） ２ ０ １ｏ ）． 作 者 简 介 ：李 茂 刚 （９ ８ ） １７ 一 ，男 ，山 东省 临沂 人 ，硕 士 研 究 生 ，研 究方 向 为 Ｇ Ｓ应 用 与 区域 发 展． Ｉ
ｍ ｎ）在 ２ 纪 ４ ａｎ ０世 ０年 代提 出 ，用 于研 究 自复 制 系
统 的 逻辑 特 性 。Ｃ 是 时 间 、空 间 、 状 态 都 离 散 ， Ａ
空 间 的相互 作用 及时 间上 的 因果关 系皆局 部 的 网格
动力 学模 型 。其 特点 是 通过 学 习简单 的局部 转换 规
的元 胞状 态 由中心元 胞 状态 及邻 域 元胞 的状 态 所决
定 ；转换 规则是 元胞 状 态转 换 的规 则 ；决定 元 胞从 ｔ 刻 到 ｔ ｌ时 刻 元 胞 状 态 是 否 转 换 和 怎 样 转 换 ； 时 ＋
有 既定 的数 学方 程 ，只是 提供 一个 建 模 原则 ，具 有
１ 元 胞 自动 机
１１ 元胞 自Ａ可 以表 示 如下 【 】 ：
Ａ＝ （ ，Ｓ ，Ｎ，， ． ） （） １ 这 里 ，Ａ代 表 一个 Ｃ Ａ系统 ；Ｌ表示元 胞空 间 ，ｄ是
一
元 胞 自动 机 （ａｕａ Ａ ｔｍ ｔ， 简 称 Ｃ ） ｃ ｌｌ ｒ ｕｏ ａａ Ａ