本文首先針對城市驅(qū)動(dòng)機(jī)制和城市擴(kuò)展進(jìn)行了綜述分析,從鄰域空間角度提出基于多目標(biāo)灰色決策和CA相結(jié)合的城市空間擴(kuò)展模型,然后將之編寫成軟件并進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證。全文分三個(gè)部分:(1)模型構(gòu)建。城市擴(kuò)展模型建模通過CA與多目標(biāo)灰色決策方法實(shí)現(xiàn)城市驅(qū)動(dòng)因子與元胞鄰域作用的緊密耦合,構(gòu)建完整的城市擴(kuò)展模型。(2)系統(tǒng)開發(fā)。首先采用UML可視化建模技術(shù)構(gòu)建軟件框架設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)的詳細(xì)方案,然后在Microsoft Visual Studio和GIS平臺(tái)下對城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)。(3)實(shí)證研究。以成都市郫都區(qū)為系統(tǒng)測試實(shí)例,進(jìn)行該城市擴(kuò)展的模擬預(yù)測,并分析該區(qū)域城市擴(kuò)展的趨勢。本文得出以下結(jié)論:(1)本文提出的城市空間擴(kuò)展模型的結(jié)合方式極大提高城市擴(kuò)展控制因素驅(qū)動(dòng)效果與真實(shí)影響效果的接近程度,最有效的體現(xiàn)城市真實(shí)情況下的驅(qū)動(dòng)特征與擴(kuò)張情景,消除驅(qū)動(dòng)因子間的強(qiáng)相關(guān)性,增強(qiáng)模型在交替復(fù)雜環(huán)境系統(tǒng)下空間模擬分析能力。該模型實(shí)現(xiàn)在兼顧?quán)徲蛐?yīng)及城市元胞自身隨機(jī)特性條件下提取城市空間擴(kuò)展的內(nèi)在轉(zhuǎn)換關(guān)系,克服城市驅(qū)動(dòng)因子與城市CA耦合中不確定性而導(dǎo)致不確定預(yù)測結(jié)果的難題。從宏觀和微觀兩方面建立城市空間擴(kuò)展轉(zhuǎn)換規(guī)則,極大提高了城市擴(kuò)展模擬結(jié)果的精準(zhǔn)程度。經(jīng)過模擬驗(yàn)證,城市空間擴(kuò)展模擬誤差均小于5.27%,Kappa系數(shù)整體達(dá)到0.84,說明模型可較好捕捉城市內(nèi)在轉(zhuǎn)化機(jī)理。使用該方法對進(jìn)一步挖掘土地類型轉(zhuǎn)換之間的驅(qū)動(dòng)原理及土地發(fā)展?jié)摿ρ芯烤哂兄匾獌r(jià)值。(2)開發(fā)設(shè)計(jì)的城市擴(kuò)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(dòng)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(xiàn)象的有力工具。同時(shí)彌補(bǔ)了GIS計(jì)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(kuò)展系統(tǒng)對成都市郫都區(qū)進(jìn)行模擬預(yù)測,結(jié)果合理,驗(yàn)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(tái)環(huán)境研發(fā)城市擴(kuò)展模擬系統(tǒng)是較好的選擇。同時(shí)在開發(fā)過程中基于UML可視化建模語言提出城市擴(kuò)展系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,便于同行不同軟件設(shè)計(jì)的交流。(3)以成都市郫都區(qū)為研究區(qū)/研究對象,進(jìn)行了城市空間模擬預(yù)測與土地發(fā)展模式分析:即呈現(xiàn)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(kuò)展模式符合可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)城市化設(shè)計(jì)理論。并驗(yàn)證了城市擴(kuò)展模型的可適性。模擬結(jié)果在一定程度上反映了城市擴(kuò)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(kuò)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(xué)位單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(shí)踐意義
    1.3 城市擴(kuò)展模型系統(tǒng)研究綜述
        1.3.1 城市擴(kuò)展模型系統(tǒng)的概述
        1.3.2 城市擴(kuò)展模型系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
    1.4 技術(shù)路線
    1.5 研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)
2 理論基礎(chǔ)和方法
    2.1 研究模式與研究方法
        2.1.1 城市擴(kuò)展的動(dòng)力機(jī)制
        2.1.2 城市擴(kuò)展的特征模式
        2.1.3 多目標(biāo)灰色決策方法
    2.2 城市擴(kuò)展模擬系統(tǒng)的集成
        2.2.1 UML概論
        2.2.2 城市擴(kuò)展模擬平臺(tái)
        2.2.3 城市擴(kuò)展模擬系統(tǒng)的集成方式
3 基于多目標(biāo)灰色決策與CA城市空間擴(kuò)展模型研究
    3.1 城市空間擴(kuò)展模型的建模原理
        3.1.1 構(gòu)建城市空間擴(kuò)展模型的具體步驟
    3.2 城市空間擴(kuò)展模型的構(gòu)建
        3.2.1 城市空間擴(kuò)展模型的組成
        3.2.2 城市空間擴(kuò)展模型所需數(shù)據(jù)
        3.2.3 城市空間擴(kuò)展模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則
4 城市空間擴(kuò)展模擬系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)
    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(shè)計(jì)
        4.2.2 系統(tǒng)靜態(tài)模型的建立
        4.2.3 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的建立
    4.3 系統(tǒng)功能模塊詳細(xì)開發(fā)
        4.3.1 地圖的基本操作模塊
        4.3.2 城市空間擴(kuò)展功能模塊
        4.3.3 結(jié)果分析模塊
5 實(shí)例驗(yàn)證——城市擴(kuò)展模擬系統(tǒng)在成都郫都區(qū)的實(shí)例應(yīng)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(shè)
    5.2 數(shù)據(jù)處理與分析
        5.2.1 數(shù)據(jù)來源
        5.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
        5.2.3 數(shù)據(jù)的提取
        5.2.4 研究區(qū)土地動(dòng)態(tài)變化分析
    5.3 模擬預(yù)測與結(jié)果分析
        5.3.1 模擬具體流程及結(jié)果顯示
        5.3.2 模型精度驗(yàn)證
        5.3.3 結(jié)果分析
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

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本文編號：2838406