基于元胞自动机的河谷型城市扩展研究——以兰州市为例

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1、摘要随着经济社会的快速发展，城市人口数量不断增加，城市扩展成为必然。论文选取兰州市区为例，以遥感为数据源，以GIS技术为数据获取手段，应用元胞自动机模型——SLEuTH模型，对其扩展过程进行重建，并对未来城市扩展进行预测。结合河谷型城市扩展特点，探讨兰州城市扩展的驱动力机制，并对城市发展提出意见和建议，本文的主要研究内容和结论如下：论文首先介绍了城市扩展的研究背景、研究进展和发展趋势，城市扩展模型研究，进而介绍了本文的研究内容和主要方法、技术路线，并就元胞自动机的理论基础进行介绍。介绍了SLEUTH模型，包括模型的四个增长规则：自发增长、新扩展中心增长、边

2、界有机增长、道路影响增长；模型的五个增长系数：散步系数、繁殖系数、扩展系数、坡度系数、道路重力系数。重点介绍了模型需要输入的数据和模型的校准方法。文章采用遥感影像作为主要数据源，结合城市规划图、地形图等图件，采用GIS技术提取不同时期城市范围和道路交通数据，从DEM中获取城市坡度图和阴影图，结合社会经济统计资料，建成研究区空间数据库和属性数据库。基于SLEUTH模型进行扩展模拟和预测，对模拟和预测结果结合统计数据进行解释。结合河谷型城市扩展的驱动力对兰州城市扩展进行分析。通过研究发现，SLEUTH模型算法简单直观，可以很好的进行城市扩展的动态模拟。兰州城市

3、扩展的用地已经极为有限，城市扩展道路交通影响较大，坡度因素成为城市扩展的主要制约因素。兰州城市扩展在不同阶段有不同的驱动因素，归结起来主要包括自然环境、历史基础、人口增长、经济发展、交通条件、政策因素等因素。论文应用SIEI肌模型在河谷型城市进行了有益的尝试，一定程度上促进了城市元胞自动机在河谷型城市扩展中的应用研究，具有一定的理论和方法创新与实践应用价值，同时，城市元胞自动机模型研究在国内尚处在起步阶段，其理论研究基础、校准方法、模型的尺度、精度和真实性等都有待进一步研究。关键词：元胞自动机；城市扩展；驱动力分析；兰州AbstractWiththempi

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