地理学报 ›› 2010, Vol. 65 ›› Issue (6): 665-675.doi: 10.11821/xb201006004
冯永玖1, 刘妙龙2, 童小华2, 刘艳3, 韩震1
收稿日期:
2009-08-07
修回日期:
2010-03-15
出版日期:
2010-06-25
发布日期:
2010-06-25
通讯作者:
刘妙龙(1944-), 男, 教授, 博士生导师, 中国地理学会会员(S110001469M), 主要从事城市地理学、城市模拟、GIS理论、方法与应用研究。E-mail: liuml@tongji.edu.cn
作者简介:
冯永玖(1981-), 男, 讲师, 工学博士, 主要从事遥感与GIS、地学信息模型研究。E-mail: yjfeng@shou.edu.cn
基金资助:
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)
FENG Yong-jiu1, LIU Miao-long2, TONG Xiao-hua2, LIU Yan3, HAN Zhen1
Received:
2009-08-07
Revised:
2010-03-15
Online:
2010-06-25
Published:
2010-06-25
Supported by:
National Natural Science Foundation of China, No.40771174; Key Project on Science & technology of Ministry of Education of China, No.209047; Key Program of Science and Technology Commission of Shanghai Municipality, No.08230510700; Special Research Funds for Selection and Cultivation of Outstanding Young Teachers of Shanghai Universities, No.ssc09018
摘要:
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。
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