一种改进的林火蔓延模型及其实现

为了研究林火蔓延的动态模拟问题,结合元胞自动机原理,对现有的林火蔓延数学模型进行改进,提出一种新的模拟林火蔓延模型。该模型充分表达了可燃物类型、温度、湿度、坡度、风速和风向等林火蔓延影响因子在元胞空间中的作用形式,通过求解出燃烧元胞向摩尔(Moore)型邻域中八个方向元胞的林火蔓延速度,来确定元胞状态演变规则函数。最后,利用地理信息系统二次开发技术将该模型表达成计算机算法,实现了不同条件下的林火行为的仿真模拟。     

基于元胞自动机的崂山林火蔓延模拟

采用流行的林火蔓延模型结合元胞自动机理论,对崂山地区进行了给定气象、地形等参数条件下的林火蔓延情况模拟,模拟过程综合考虑了林火在地形、风、植被等因素影响下的蔓延扩散速度及元胞燃烧状态,最后对模拟蔓延结果的可靠性进行了分析.     

基于约束条件的元胞自动机土地利用规划布局模型

分析了我国当前土地利用规划布局的不足,对标准的元胞自动机模型的元胞涵义、规则定义等进行了扩展,探讨了元胞自动机模型在政策及相关规划约束、邻域耦合、适宜性约束、继承性约束及土地利用规划指标约束下的土地利用规划布局的元胞自动机模型。以广西东兴市为例进行了模型的仿真运行和结果分析。     

一种改进元胞自动机的人员疏散模型

为使人员疏散离散模型更好描述行人微观特性,提出一种改进元胞自动机的人员疏散模型。在传统模型基础上,将空间划分为更细小网格,令单个行人占据多个网格以便展现行人间微观行为。引入社会力模型中自身驱动力、排斥力、摩擦力的运算规则改进模型,以模拟行人间碰撞现象。通过建立行人出口选择机制并改进移动规则,真实模拟行人动态出口选择过程。疏散过程中考虑了速度因素,能更加具体展现行人不同的移动方式。模拟结果显示,改进的模型能够真实地反映人员疏散的具体过程。     

利用元胞自动机计算河道槽蓄量

构建基于元胞自动机的河道水流漫延模型,在该模型中针对河道地形特点处理边界问题,基于水力学中的曼宁公式构建模型局部转换规则,并利用元胞自动机的模拟空间复杂系统动态演变能力的特点,模拟了水流由上断面向下断面流动的动态过程,形成符合上下断面水位的水面,进而计算河道槽蓄量。实验结果表明,把元胞自动机模型引入水文领域计算河道槽蓄量的方法具有可行性。     

扩展邻域元胞自动机模型城市扩张研究

元胞自动机近年来被广泛应用于动态模拟城市扩张,但其邻域类型一般固定于摩尔邻域.文章基于Geo-CA理论,自定义扩展邻域类型,并结合特定地理位置多层次约束性条件构建CA模型,扩展了CA模型的空间建模功能.以武汉市为例,将2000年和2009年TM遥感影像和城市用地数据作为基础,结合武汉市城市规划图、DEM、道路交通图、水域等多层次图像,构成空间数据库,建立武汉市城市扩张扩展邻域CA模型.最后以2009年数据为基础,对武汉市2018年城市用地扩张情况进行预测,为武汉市城镇建设提供参考.     

利用元胞自动机和遗传算法的Voronoi图生成

提出了基于元胞自动机和遗传算法的Voronoi图生成算法,该方法通过遗传算法的全局最优搜索特性寻求潜力点,在此基础上利用元胞自动机的规则扩散衍变及并行特征生成Voronoi图,有效克服了传统方法的诸多缺点,可以得到更为广泛的应用。     

海上距离元胞自动机分析法

针对障碍存在情况下距离变换研究较少的问题,提出了一种基于元胞自动机的绕障欧氏距离变换方法。以南海为例,基于海陆分布数据和目标点数据,以最短绕障路径长度为元胞状态,设计了包含距离算子的元胞状态转换规则。通过元胞自动机模拟距离扩散计算过程,得到绕障距离变换结果,并分析了绕障效果和精度。结果表明:本文方法动态直观地展示了绕障距离变换过程,能够自动计算绕过障碍的最短距离;具有更新机制,能够根据邻域的变化修正状态值;为绕障距离变换问题提供了一种近似的解决途径,错误率低于3.96%,可应用于航线设计、海上救助等领域。     

基于最大发展潜力值的元胞自动机城市扩张模型

在城镇化发展水平及土地开发评价的基础上,评价待扩张区域土地转变潜力分值,基于最大转变潜力分值,提出一种有别于传统元胞自动机模拟城市扩张的新方法。该方法与传统元胞自动机模拟城市扩张相比在迭代方式上存在不同,它克服了传统元胞自动机因阈值设置不同而导致结果不确定的难题。分别将该方法与传统元胞自动机模型应用于武汉主城区,模拟了其2003年到2013年的城市扩张情况,最后,将模拟结果与实际土地利用现状图进行对比发现改进后的新方法在模拟精度上大大提高。     

水系元胞自动机的设计与实现

水系元胞自动机模型是应用元胞自动机理论对水系的形成与发展的随机过程进行模拟的模型。本文使用DEM作为基础数据,针对水系元胞自动机模型的建模过程和模型结构,详细阐述了将其抽象为计算机中具体的数据模型,以及使用C#程序设计语言实现该模型对水系进行模拟的具体过程,模拟了南流江流域局部地区的水系发展过程,为元胞自动机与水文学研究的结合提供了参考。     

基于注水模型的网络分析方法研究

基于网络结点虚拟缓冲池的概念,实现了对注水数学模型由注水通道→结点→出水通道到结点→出水通道的简化;通过对水量的分配,建立了复杂的水量控制模型;通过建立增量数学模型和流水扩散的模拟,实现了静态模型到动态模型的转变;通过建立水量的分配策略,为复杂的注水模型拓展了应用空间。     

SARS沿交通线的“飞点”传播模型

2003年春SARS在中国部分地区暴发与蔓延,情况非常危急。全国集中力量对SARS病原学、实验室诊断和临床治疗以及传播模型、应急反应系统等展开研究。综观此次SARS的传播,除有以往流行性疾病传播的一些共同特点外,还有一个很明显的特点：远距离跳跃式传播。这是以往以及目前针对SARS建立的点源扩散模型无法单独解决的。因此提出建立沿交通线的“飞点”传播模型,以交通工具为一尺度,建立相对封闭的交通工具内的SARS传播模型,另以此为基础,建立沿交通线这一尺度上的有人员流动的空间传播模型,建立二尺度的“飞点”传播模型     

SARS沿交通线的“飞点”传播模型

2003年春SARS在中国部分地区暴发与蔓延,情况非常危急。全国集中力量对SARS病原学、实验室诊断和临床治疗以及传播模型、应急反应系统等展开研究。综观此次SARS的传播,除有以往流行性疾病传播的一些共同特点外,还有一个很明显的特点：远距离跳跃式传播。这是以往以及目前针对SARS建立的点源扩散模型无法单独解决的。因此提出建立沿交通线的“飞点”传播模型,以交通工具为一尺度,建立相对封闭的交通工具内的SARS传播模型,另以此为基础,建立沿交通线这一尺度上的有人员流动的空间传播模型,建立二尺度的“飞点”传播模型,模拟交通工具内SARS传播的主要影响因子,SARS疫区对非疫区疫情的影响效果,为SARS防治提供决策支持。     

基于地图空间认知的室内消防救援地图设计

室内地图可为消防救援提供有效的空间信息服务。探索面向消防救援的室内地图空间认知规律,使室内地图能够更好地描述特定的室内环境,更切合消防救援人员的认知需求;借鉴传统地图的空间认知过程,探讨了面向消防救援需求的室内地图空间认知过程,提出了3种不同消防救援空间认知视角的室内空间划分方法和基于空间认知的室内消防救援地图设计原则,为面向消防救援室内地图的制作与使用提供了理论支撑。     

一种基于XML数据模型的时空查询代数探讨

时空查询代数是一种抽象的时空查询语言,它利用时空抽象数据类型的一部分基本的谓词、操作、函数来表达时空查询.而在时空微观运算上采用的数据结构是本源XML数据库(Native XML Database,NXD)用来存储半结构化数据的XML数据结构,所以对XML查询代数-XQuery FS的数据类型和查询操作做了时空扩展,并...     

地图代数在洪水淹没模拟与分析中的应用

扩展了地图代数系统的功能 ,提出了运用地图代数进行洪水淹没模拟与分析的方法 ,建立了洪水淹没模型 ,并给出了洪水淹没模拟与分析的实例     

基于CA模型的佛山市建设用地动态变化研究

元胞自动机具有能模拟复杂动态系统的强大能力,本文采用了多约束条件的元胞自动机模型,以广东佛山市2000年、2006年和2012年建设用地的变化为例,从自然、社会经济发展等方面综合考虑选取了高程、坡度、人口密度、道路交通、水系等对城市建设用地发展变化起决定作用的诸多因子,利用马尔科夫概率矩阵计算2000年～2006年建设用地变化,推算建设用地转移总量。结合Logistic-CA模型和决策树-CA模型,预测模拟了2012年的建设用地分布并与实际相比较,分析其整体精度和误差来源。结果显示基于CA模型的建设用地动态发展模拟具有良好的效果,可以为城市的发展规划,过程演变提供虚拟的实验手段和科学依据。     

关于DEM地形可视性分析统一模型的探讨

地形可视性分析是太阳辐射分析、通讯信号场强分析、军事战场环境分析等应用领域中的核心问题。在现有可视性分析理论基础上,指出建立统一的地形可视性分析模型的必要性和重要意义。针对许多应用问题在方法与原理上的共性,提出一个统一的分析模型,对基于DEM地形可视性所涉及到的各个因素进行合理分类。