本文首先針對城市驅動機制和城市擴展進行了綜述分析,從鄰域空間角度提出基于多目標灰色決策和CA相結合的城市空間擴展模型,然后將之編寫成軟件并進行實例驗證。全文分三個部分:(1)模型構建。城市擴展模型建模通過CA與多目標灰色決策方法實現城市驅動因子與元胞鄰域作用的緊密耦合,構建完整的城市擴展模型。(2)系統(tǒng)開發(fā)。首先采用UML可視化建模技術構建軟件框架設計、界面設計和功能設計的詳細方案,然后在Microsoft Visual Studio和GIS平臺下對城市空間擴展系統(tǒng)開發(fā)實現。(3)實證研究。以成都市郫都區(qū)為系統(tǒng)測試實例,進行該城市擴展的模擬預測,并分析該區(qū)域城市擴展的趨勢。本文得出以下結論:(1)本文提出的城市空間擴展模型的結合方式極大提高城市擴展控制因素驅動效果與真實影響效果的接近程度,最有效的體現城市真實情況下的驅動特征與擴張情景,消除驅動因子間的強相關性,增強模型在交替復雜環(huán)境系統(tǒng)下空間模擬分析能力。該模型實現在兼顧鄰域效應及城市元胞自身隨機特性條件下提取城市空間擴展的內在轉換關系,克服城市驅動因子與城市CA耦合中不確定性而導致不確定預測結果的難題。從宏觀和微觀兩方面建立城市空間擴展轉換規(guī)則,極大提高了城市擴展模擬結果的精準程度。經過模擬驗證,城市空間擴展模擬誤差均小于5.27%,Kappa系數整體達到0.84,說明模型可較好捕捉城市內在轉化機理。使用該方法對進一步挖掘土地類型轉換之間的驅動原理及土地發(fā)展?jié)摿ρ芯烤哂兄匾獌r值。(2)開發(fā)設計的城市擴展系統(tǒng)軟件,極大改善城市CA系統(tǒng)研發(fā)較為凌亂分散的開發(fā)局面,為推動集成開發(fā)成熟統(tǒng)一的CA軟件提供一定借鑒,可成為理解城市演變現象的有力工具。同時彌補了GIS計算能力上的不足,為使用者提供方便穩(wěn)定的空間模擬分析環(huán)境。利用集成開發(fā)的城市空間擴展系統(tǒng)對成都市郫都區(qū)進行模擬預測,結果合理,驗證了系統(tǒng)的有效性,表明使用Microsoft Visual Studio和GIS二次開發(fā)平臺環(huán)境研發(fā)城市擴展模擬系統(tǒng)是較好的選擇。同時在開發(fā)過程中基于UML可視化建模語言提出城市擴展系統(tǒng)的設計方案,便于同行不同軟件設計的交流。(3)以成都市郫都區(qū)為研究區(qū)/研究對象,進行了城市空間模擬預測與土地發(fā)展模式分析:即呈現集中連片的城市增長模式——“城市的集約式發(fā)展”模式,這種擴展模式符合可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)城市化設計理論。并驗證了城市擴展模型的可適性。模擬結果在一定程度上反映了城市擴張與演化的情景特性,尤其是城鄉(xiāng)統(tǒng)籌地區(qū)的城市擴展走向與趨勢規(guī)律,對政府制定有效的土地管理方針具有重要意義。
【學位單位】：遼寧師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P208
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意義
        1.2.1 理論意義
        1.2.2 實踐意義
    1.3 城市擴展模型系統(tǒng)研究綜述
        1.3.1 城市擴展模型系統(tǒng)的概述
        1.3.2 城市擴展模型系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
    1.4 技術路線
    1.5 研究內容和組織結構
2 理論基礎和方法
    2.1 研究模式與研究方法
        2.1.1 城市擴展的動力機制
        2.1.2 城市擴展的特征模式
        2.1.3 多目標灰色決策方法
    2.2 城市擴展模擬系統(tǒng)的集成
        2.2.1 UML概論
        2.2.2 城市擴展模擬平臺
        2.2.3 城市擴展模擬系統(tǒng)的集成方式
3 基于多目標灰色決策與CA城市空間擴展模型研究
    3.1 城市空間擴展模型的建模原理
        3.1.1 構建城市空間擴展模型的具體步驟
    3.2 城市空間擴展模型的構建
        3.2.1 城市空間擴展模型的組成
        3.2.2 城市空間擴展模型所需數據
        3.2.3 城市空間擴展模型的轉換規(guī)則
4 城市空間擴展模擬系統(tǒng)的開發(fā)與設計
    4.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境配置
    4.2 系統(tǒng)的UML建模
        4.2.1 系統(tǒng)的功能模塊總體設計
        4.2.2 系統(tǒng)靜態(tài)模型的建立
        4.2.3 系統(tǒng)動態(tài)模型的建立
    4.3 系統(tǒng)功能模塊詳細開發(fā)
        4.3.1 地圖的基本操作模塊
        4.3.2 城市空間擴展功能模塊
        4.3.3 結果分析模塊
5 實例驗證——城市擴展模擬系統(tǒng)在成都郫都區(qū)的實例應用研究
    5.1 研究區(qū)概況
        5.1.1 地理位置
        5.1.2 自然條件
        5.1.3 城市建設
    5.2 數據處理與分析
        5.2.1 數據來源
        5.2.2 數據預處理
        5.2.3 數據的提取
        5.2.4 研究區(qū)土地動態(tài)變化分析
    5.3 模擬預測與結果分析
        5.3.1 模擬具體流程及結果顯示
        5.3.2 模型精度驗證
        5.3.3 結果分析
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝

【相似文獻】

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本文編號：2838406