地理学报
地理學報
지이학보
ACTA GEOGRAPHICA SINICA
2010年
6期
665-675
,共11页
冯永玖%刘妙龙%童小华%刘艳%韩震
馮永玖%劉妙龍%童小華%劉豔%韓震
풍영구%류묘룡%동소화%류염%한진
城市演化模拟%元胞自动机%核主成分分析%精度分析%上海市嘉定区
城市縯化模擬%元胞自動機%覈主成分分析%精度分析%上海市嘉定區
성시연화모의%원포자동궤%핵주성분분석%정도분석%상해시가정구
通过元胞自动机(CA)模拟和重建城市演化的复杂非线性过程,对于城市土地利用规划和决策具有指导意义.利用传统线性方法获取的地理CA转换规则,较难刻画城市演化的时空动力学过程.基于核主成分分析方法(KPCA),通过核函数映射,在高维特征空间下不仅能够对多重共线的空间变量进行非线性降维,且南此建立的地理元胞模型KPCA-CA参数物理意义明确,能够较好地体现城市化过程的非线性本质.基于GIS环境下自主研发的地理模拟框架SimUrban,利用该KPCA-CA模型模拟和重建了快速城市化区域上海市嘉定区1989-2006年城市演化过程,并预测了研究区2010年的城市空间格局.模拟结果显示,嘉定区城市主要沿中心区域及主干道路而扩展,体现了KPCA方法提取的前两个主成分的作用,与城市实际发展情况相符.利用混淆矩阵和面积控制精度等指标,对模拟结果进行了评价,得到总体精度为80.67%、Kappa系数为61.02%,表明模拟结果与遥感分类结果及统计结果符合程度较好;与传统基于线性方法的地理CA模型比较,KPCA-CA模型模拟结果精度更高.
通過元胞自動機(CA)模擬和重建城市縯化的複雜非線性過程,對于城市土地利用規劃和決策具有指導意義.利用傳統線性方法穫取的地理CA轉換規則,較難刻畫城市縯化的時空動力學過程.基于覈主成分分析方法(KPCA),通過覈函數映射,在高維特徵空間下不僅能夠對多重共線的空間變量進行非線性降維,且南此建立的地理元胞模型KPCA-CA參數物理意義明確,能夠較好地體現城市化過程的非線性本質.基于GIS環境下自主研髮的地理模擬框架SimUrban,利用該KPCA-CA模型模擬和重建瞭快速城市化區域上海市嘉定區1989-2006年城市縯化過程,併預測瞭研究區2010年的城市空間格跼.模擬結果顯示,嘉定區城市主要沿中心區域及主榦道路而擴展,體現瞭KPCA方法提取的前兩箇主成分的作用,與城市實際髮展情況相符.利用混淆矩陣和麵積控製精度等指標,對模擬結果進行瞭評價,得到總體精度為80.67%、Kappa繫數為61.02%,錶明模擬結果與遙感分類結果及統計結果符閤程度較好;與傳統基于線性方法的地理CA模型比較,KPCA-CA模型模擬結果精度更高.
통과원포자동궤(CA)모의화중건성시연화적복잡비선성과정,대우성시토지이용규화화결책구유지도의의.이용전통선성방법획취적지리CA전환규칙,교난각화성시연화적시공동역학과정.기우핵주성분분석방법(KPCA),통과핵함수영사,재고유특정공간하불부능구대다중공선적공간변량진행비선성강유,차남차건립적지리원포모형KPCA-CA삼수물리의의명학,능구교호지체현성시화과정적비선성본질.기우GIS배경하자주연발적지리모의광가SimUrban,이용해KPCA-CA모형모의화중건료쾌속성시화구역상해시가정구1989-2006년성시연화과정,병예측료연구구2010년적성시공간격국.모의결과현시,가정구성시주요연중심구역급주간도로이확전,체현료KPCA방법제취적전량개주성분적작용,여성시실제발전정황상부.이용혼효구진화면적공제정도등지표,대모의결과진행료평개,득도총체정도위80.67%、Kappa계수위61.02%,표명모의결과여요감분류결과급통계결과부합정도교호;여전통기우선성방법적지리CA모형비교,KPCA-CA모형모의결과정도경고.
