地理計(jì)算智能與城市動(dòng)態(tài)變化及開發(fā)強(qiáng)度模擬

1緒論 1
l.1城市動(dòng)態(tài)模擬發(fā)展概要 1
1.2城市用地動(dòng)態(tài)變化的驅(qū)動(dòng)因子及其特性 5
1.3城市用地動(dòng)態(tài)模擬基本過程 6
1.3.1情景假設(shè) 6
1.3.2數(shù)據(jù)處理 6
1.3.3模擬預(yù)測(cè) 6
1.3.4結(jié)果驗(yàn)證 7
1.4國內(nèi)外城市模擬研究動(dòng)態(tài) 8
1.4.1國內(nèi)外城市模擬研究現(xiàn)狀 8
1.4.2研究趨勢(shì) 13
1.5人工智能在城市土地利用動(dòng)態(tài)模擬中的應(yīng)用 15
1.5.1轉(zhuǎn)換規(guī)則的提取方法 15
1.5.2人工智能的規(guī)則提取方法 16
1.6城市土地開發(fā)強(qiáng)度研究現(xiàn)狀及趨勢(shì) 20
1.7研究區(qū)概況 21
1.8本書結(jié)構(gòu) 23
1.8.1城市用地變化動(dòng)態(tài)檢測(cè)與分析 23
1.8.2城鄉(xiāng)建設(shè)用地分布模式研究 24
1.8.3城市用地動(dòng)態(tài)模擬 24
1.8.4城市開發(fā)強(qiáng)度宏觀控制模型構(gòu)建與預(yù)測(cè) 24
2城市用地動(dòng)態(tài)變化檢測(cè)與分析 31
2.1城市用地動(dòng)態(tài)變化檢測(cè)研究發(fā)展概述 31
2.2數(shù)據(jù)來源與研究方法 32
2.2.1數(shù)據(jù)來源 32
2.2.2研究方法 33
2.3城市用地動(dòng)態(tài)變化的結(jié)果分析 36
2.3.1總動(dòng)態(tài)度分析 37
2.3.2地類活躍度分析 38
2.3.3用途轉(zhuǎn)換波動(dòng)度分析 41
2.4 小結(jié) 44
3城鄉(xiāng)居民點(diǎn)空間分布模式及其規(guī)律 46
3.1居民點(diǎn)空間分布模式研究概述 46
3.2居民點(diǎn)空間分布模式研究方法 47
3.2.1 基本原理 47
3.2.2數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理 48
3.3基于景觀指數(shù)的農(nóng)村居民點(diǎn)統(tǒng)計(jì)特征 49
3.3.1分布破碎，平均規(guī)模小 49
3.3.2農(nóng)村居民點(diǎn)分布密度大 50
3.4農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布模式 50
3.4.1 樣方分析 50
3.4.2最鄰近指數(shù)分析 54
3.4.3 Voronoi多邊形分析 56
3.4.4核密度分析 58
3.5農(nóng)村居民點(diǎn)等級(jí)分布規(guī)律 58
3.6農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布的相關(guān)性分析 61
3.6.1回歸分析 61
3.6.2影響農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布的因素 61
3.6.3農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布的相關(guān)性分析 63
3.7城鎮(zhèn)用地空間分布 64
3.7.1城鎮(zhèn)用地空間分布模式 64
3.7.2城鎮(zhèn)用地等級(jí)分布規(guī)律 65
3.8 小結(jié) 66
4基于DYNA-CLUE模型的城市動(dòng)態(tài)模擬 68
4.1城市動(dòng)態(tài)模擬概述 68
4.2城市動(dòng)態(tài)模擬的數(shù)據(jù)處理與技術(shù)方案 69
4.2.1城市動(dòng)態(tài)模擬的數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理 69
4.2.2 土地利用變化動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)流程 71
4.3基于DYNA-CLUE模型的城市動(dòng)態(tài)模擬過程 71
4.3.1未來土地利用需求預(yù)測(cè) 71
4.3.2設(shè)定空間限制 74
4.3.3特定土地利用類型轉(zhuǎn)換設(shè)置 74
4.3.4 土地適宜性參數(shù)獲取 76
4.3.5其他相關(guān)參數(shù)的設(shè)置 76
4.4分析結(jié)果 76
4.4.1回歸結(jié)果分析 76
4.4.2 模型檢驗(yàn) 79
4.4.3模擬結(jié)果分析 81
4.5 小結(jié) 84
基于指數(shù)平滑的DYNA-CLUE模型改進(jìn) 87
5.1關(guān)于DYNA-CLUE模型的研究進(jìn)展 87
5.2 DYNA-CLUE模型改進(jìn)方案 88
5.2.1實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理 88
5.2.2 DYNA-CLUE模型改進(jìn)的技術(shù)流程 89
5.2.3模擬方法 90
5.3結(jié)果分析 92
5.3.1 Logistic回歸結(jié)果分析 92
5.3.2指數(shù)平滑與模擬結(jié)果分析（參數(shù)驗(yàn)證） 94
5.3.3未來用地格局模擬 96
5.4 小結(jié) 99
基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的城市用地動(dòng)態(tài)模擬 101
6.1 前言 101
6.2模型原理 102
6.2.1數(shù)據(jù)處理模塊 103
6.2.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊 104
6.2.3 CA 模塊 105
6.3南岸區(qū)土地利用演化模擬 105
6.3.1 研究區(qū)域概況 105
6.3.2數(shù)據(jù)處理與空間變量 106
6.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 106
6.3.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練 108
6.3.5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)果分析 108
6.3.6用地動(dòng)態(tài)變化的模擬 110
6.4 小結(jié) 111
7基于深度學(xué)習(xí)方法的城市用地動(dòng)態(tài)變化模擬 113
7.1深度學(xué)習(xí)概述 113
7.2深度置信網(wǎng) 114
7.2.1 受限玻爾茲曼機(jī) 116
7.2.2 Gibbs 抽樣 118
7.2.3對(duì)比散度學(xué)習(xí)算法 118
7.2.4深度置信網(wǎng)訓(xùn)練 119
7.3 土地利用轉(zhuǎn)換規(guī)則挖掘 119
7.3.1輸入與輸出定義 119
7.3.2基于DBN的轉(zhuǎn)換規(guī)則挖掘 121
7.3.3規(guī)則生成 123
7.4模擬實(shí)施及結(jié)果分析 124
7.4.1精度評(píng)價(jià)方法 125
7.4.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 125
7.4.3模型驗(yàn)證 126
8城市用地動(dòng)態(tài)變化的整合模型構(gòu)建與模擬研究 131
8.1整體模型研究概述 131
8.2模型整合與模塊設(shè)計(jì) 132
8.2.1 建模思想 132
8.2.2模塊構(gòu)建 133
8.3 實(shí)證研究 136
8.3.1 研究區(qū)域 136
8.3.2數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)預(yù)處理 136
8.3.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練 137
8.3.4模型驗(yàn)證與相關(guān)參數(shù)設(shè)置 137
8.3.5不同模型方案對(duì)比分析——模型檢驗(yàn) 140
8.3.6對(duì)城鄉(xiāng)建設(shè)用地空間格局的未來模擬與預(yù)測(cè)——模型預(yù)測(cè) 140
8.4 小結(jié) 142
9城市土地開發(fā)強(qiáng)度空間分布及影響因子分析 146
9.1城市土地開發(fā)強(qiáng)度概述 146
9.2數(shù)據(jù)來源與方法 147
9.2.1 研究區(qū)域 147
9.2.2數(shù)據(jù)來源 147
9.2.3研究方法 148
9.3 主要步驟 148
9.3.1 土地開發(fā)強(qiáng)度分區(qū) 148
9.3.2 土地開發(fā)強(qiáng)度影響因子選擇 150
9.3.3 土地開發(fā)強(qiáng)度相關(guān)性分析 150
9.3.4鄰域豐度分析 151
9.4結(jié)果分析 152
9.4.1 回歸分析結(jié)果 152
9.4.2鄰域豐度分析結(jié)果 155
9.5 小結(jié) 156
10城市開發(fā)強(qiáng)度宏觀控制模型構(gòu)建與預(yù)測(cè)^ANN模型構(gòu)建 158
10.1開發(fā)強(qiáng)度控制模型研究概述 158
10.2研究方法與數(shù)據(jù)來源 158
10.2.1研究方法 158
10.2.2數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理 160
10.2.3數(shù)據(jù)仿真 168
10.3結(jié)果分析 170
10.3.1 不同方案對(duì)比 170
10.3.2全局仿真結(jié)果 174
10.3.3不含鄰域因子與鄰域因子全局模擬結(jié)果對(duì)比 175
10.4 小結(jié) 175
11基于PSO的城市土地開發(fā)強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型構(gòu)建 178
11.1基于PSO的城市土地開發(fā)強(qiáng)度預(yù)測(cè)概述 178
11.2方法和數(shù)據(jù)來源 178
11.2.1 PSO 基本原理 178
11.2.2數(shù)據(jù)來源 180
11.2.3 數(shù)據(jù)處理過程 181
11.3 結(jié)果分析 182
11.3.1局部模擬結(jié)果驗(yàn)證（偷中區(qū)） 183
11.3.2全部模擬（重慶主城9區(qū)） 185
11.4 小結(jié) 186