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城市形态演化的粒子群智能随机元胞模型与应用——以上海市嘉定区为例
引用本文:冯永玖,童小华,刘妙龙. 城市形态演化的粒子群智能随机元胞模型与应用——以上海市嘉定区为例[J]. 地球信息科学学报, 2010, 12(1): 17-25
作者姓名:冯永玖  童小华  刘妙龙
作者单位:上海海洋大学海洋科学学院,上海,201306;同济大学测量与国土信息工程系,上海,200092;昆士兰大学地理规划与环境管理学院,布里斯班,澳大利亚,4072
基金项目:国家自然科学基金项目(40771174);;教育部科学技术研究重点项目(209047);;上海市科学技术委员会重点项目(08230510700);;上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金(ssc09018)
摘    要:
城市形态演化是一个非线性的复杂时空动态过程,认识、理解和模拟此变化过程,有助于探索城市扩展的机理。地理元胞自动机(CA)因其较强的复杂系统模拟和预测能力,越来越多地应用于城市形态的演变研究。CA"自下而上"的结构特性,与粒子群智能(PSO)由底层单元交互而呈现系统全局的自组织性,本质上是一致的。本研究将两者结合,以模拟结果和真实形态的差异最小化为基础,利用粒子群智能,以快速随机搜索的方式,获取CA参数的优化组合和模型结构,从而建立了一种粒子群智能地理元胞自动机模型(PSO-CA)。以上海市嘉定区为案例,通过较长时段的历史数据对PSO-CA模型进行校正,成功模拟了该区域1989-2006年的城市形态演化过程,并进行了2010年发展预测。与传统地理CA模型比较,PSO-CA模型模拟结果的精度更高。

关 键 词:元胞自动机  粒子群算法  模型优化  城市演化模拟
收稿时间:2009-08-16;

A Particle Swarm Intelligence Based Cellular Model for Urban Morphology Evolution Modelling -- A Case Study in Jiading District of Shanghai
FENG Yongjiu,TONG Xiaohua,LIU Yan,LIU Miaolong. A Particle Swarm Intelligence Based Cellular Model for Urban Morphology Evolution Modelling -- A Case Study in Jiading District of Shanghai[J]. Geo-information Science, 2010, 12(1): 17-25
Authors:FENG Yongjiu  TONG Xiaohua  LIU Yan  LIU Miaolong
Affiliation:1. College of Marine Sciences, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306;2. Department of Surveying and Geo-informatics, Tongji University, Shanghai 20092;3. School of Geography Planning and Environmental Management, The University of Queensland, Brisbane QLD 4072, Australia
Abstract:
As a complex non-linear and dynamic process,full understanding of the urban morphology and evolution mechanism requires modelling.Due to its abilities of simulating and predicting a complex system,cellular automata(CA) have been increasingly used to capture the nature of urban evolution since the pioneering work of Tobler.More recently,intelligence methods were widely adopted to optimize geographical CA models.The similarity between the nature of self-organization of particle swarm optimizers(PSO) and the "...
Keywords:cellular automata  particle swarm optimization  model optimization  urban morphology evolution modelling  
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