基于核主成分元胞模型的城市演化重建与预测

编号 zgly0001586253

文献类型 期刊论文

文献题名 基于核主成分元胞模型的城市演化重建与预测

作者 冯永玖  刘妙龙  童小华  刘艳  韩震 

作者单位 上海海洋大学海洋科学学院  同济大学测量与国土信息工程系  南洋理工大学 

母体文献 地理学报 

年卷期 2010年06期

年份 2010 

分类号 TU984  F291 

关键词 城市演化模拟  元胞自动机  核主成分分析  精度分析  上海市嘉定区 

文摘内容 通过元胞自动机(CA)模拟和重建城市演化的复杂非线性过程,对于城市土地利用规划和决策具有指导意义。利用传统线性方法获取的地理CA转换规则,较难刻画城市演化的时空动力学过程。基于核主成分分析方法(KPCA),通过核函数映射,在高维特征空间下不仅能够对多重共线的空间变量进行非线性降维,且由此建立的地理元胞模型KPCA-CA参数物理意义明确,能够较好地体现城市化过程的非线性本质。基于GIS环境下自主研发的地理模拟框架SimUrban,利用该KPCA-CA模型模拟和重建了快速城市化区域上海市嘉定区1989-2006年城市演化过程,并预测了研究区2010年的城市空间格局。模拟结果显示,嘉定区城市主要沿中心区域及主干道路而扩展,体现了KPCA方法提取的前两个主成分的作用,与城市实际发展情况相符。利用混淆矩阵和面积控制精度等指标,对模拟结果进行了评价,得到总体精度为80.67%、Kappa系数为61.02%,表明模拟结果与遥感分类结果及统计结果符合程度较好;与传统基于线性方法的地理CA模型比较,KPCA-CA模型模拟结果精度更高。