土地资源的动态监测和动态模拟研究

本文结合国家“九五”攻关项目 ,介绍了有关利用 3S技术进行县级土地资源动态监测的最新研究成果 ;将细胞自动机 (Cellular Automaton,CA )与 GIS系统集成 ,构建了基于 CA的土地利用演化模型.     

运用细胞自动机模型模拟强震前地震活动时间演化过程

强震发生前震源及其周围地区可能会出现前震活动, 这种前震活动可以分为二种: 一种为连续型, 即前震的频度或震级随时间渐渐增大, 直至主震发生; 另一种为不连续型, 前震的频度和震级先增大后减小, 然后发震。 这种现象不但在破裂声发射试验中观测到, 也在中国大陆地区多次强震前被观测到。 文中基于细胞自动机模型, 引入时间-状态依从摩擦本构关系, 即把自组织非线性系统的普适特征与真实断层摩擦的具体特征结合起来, 研究了强震前短期前兆地震活动的时间演化过程的机理。 文中研究了模型中各参数对模拟事件时间过程的影响, 结果表明, 静摩擦强度在断层上的分布, 或是说静摩擦系数的离散程度直接影响强震前地震活动时间演化过程。     

BP网络并行预测地下水位研究

提出了适用于孔隙承压水水源地的BP-遗传元胞自动机方法,这种方法的原理来源于地理元胞自动机的方法框架。把每个水源地作为一个元胞,每个水源地的下一时刻的状态由其本身、周围水源地上一时刻的状态和下一时刻的行为及它们所处的环境条件决定。并用该方法进行了多水源地水位并行预测,效果良好。      

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

元胞自动机模型在土地扩展的转换规则设计上具有随机性,受周围环境影响较大。文中建立基于BP神经网络和遗传神经网络算法优化的元胞自动机土地扩张模型,对广州市2009—2011年进行城市扩张模拟分析。实验结果显示:BP神经网络能够较好地模拟分布较集中的耕地和林地等区域,精度可达到70%以上,而对于面积较零碎的建筑用地区域,模拟效果较差;而遗传神经网络优化算法能够总体提高模拟精度约5%,部分精度能提高至20%。同时,该算法还能充分考虑影响土地变化的各种扰动因素,优化选择驱动因子和缩短迭代次数,对于城市土地扩张研究具有可行性。     

基于C5.0决策树算法的元胞自动机的洪河湿地演化模拟

以洪河自然保护区1992年、2001年、2010年三期TM遥感影像为数据源,利用C5.0决策树算法从已有的数据及其影响因子数据中挖掘出洪河湿地的演变规则,并将获得的转换规则应用到元胞自动机模型中进行洪河湿地演变的动态模拟与预测,分析和探讨了元胞自动机模型在湿地景观模拟和预测中的重要作用。结果表明,在现有的空间变量和条件不变的情况下,在未来的洪河自然保护区湿地面积将减小,洪河自然保护区干旱化将加重。通过对湿地景观的动态变化模拟和预测研究,能够较好地反映湿地景观的动态变化情况。     

一种基于机器学习的城市发展模拟元胞模型

利用元胞自动机(Cellular Automata,CA)模拟土地利用变化,已经成为认识和理解其复杂动态演化过程的有效手段.传统的元胞自动机基于线性转换规则,较难表达土地利用变化的非线性边界问题.本文研究利用最小二乘支持向量机方法(LS-SVM),将原空间下的非线性可分问题,通过高斯径向基核函数映射到高维特征空间,简化...     

Modelling fluid flow through a single fracture with different contacts using cellular automata

The representation of the surface of a rock fracture and a numerical method to simulate fluid flow in single fractures are the keys to understanding the hydraulic behaviour of rock fractures. In this paper, a cellular automaton (CA) approach is used to generate the single fracture structure, which is assumed to be composed of contacts and voids. We develop a CA evolution rule to produce a contact area, and randomly model a single rock fracture with different contact ratios to reflect natural fracture properties such as dead voids, islands and tortuous flow path. Then, based on the localisation theory of a CA, a numerical method to simulate fluid flow in single fractures with contacts is developed. In this method, the fracture is discretised into a system composed of cell elements. Different apertures, i.e., zero for contacts and non-zero for voids, are assigned to each cell element. Therefore, the contribution of the cell elements in a contact on a cell’s transmissivity can be ignored completely. The local transmissivity is assumed to conform to the cubic law. The fluid flow in a fracture with different contact situations is then modelled using the method established in this paper. The fluid flow path, flow velocity and fluid head distributions as well as the channel flow in the fracture are well-modelled. The flow behaviour of the fracture strongly depends on the effective fluid flow path.     

Model construction of urban agglomeration expansion simulation considering urban flow and hierarchical characteristics

Journal of Geographical Sciences - Since the launch of China’s reform and opening up policy, the process of urbanization in China has accelerated significantly. With the development of...