[发明专利]基于斑块元胞自动机和港口城市规划的港城发展模拟方法

摘要

本发明公开了一种基于斑块元胞自动机和港口城市规划的港城发展模拟方法，该方法采用了斑块增长模拟策略，科学的将城市用地的增长通过自发增长和组织增长两种增长模式，以种子核生长和边缘生长的方式，结合港口规划和港口城市规划来对不同发展阶段的港口城市的城市扩张过程进行动态模拟。本发明方法可以避免容易产生的过度拟合现象，能够更加合理的模拟出真实的城市增长格局，从而得出城市规划空间布局方案下的城市空间扩张模拟结果。本发明方法有效的解决了港口城市在没有建设基础的情境下根据规划方案指导的模拟城市建设过程的问题，并且得到了真实港口城市发展形态相似的空间格局，是一种切实可行的模拟港口城市空间扩展的方法。

主权项

1.基于斑块元胞自动机和港口城市规划的港城发展模拟方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1，获取港口规划和港口城市规划信息数据，进行空间配准解译处理，选取若干影响港口城市土地利用或土地覆盖变化的空间引导性要素和限制性要素，组成影响因子；确定未来城市建设用地的需求面积；S2，使用港口城市规划信息数据规定好模拟区域的范围与标准栅格影像大小，然后计算模拟区域内空间栅格到各个影响因子的距离，并进行归一化处理；生成与标准栅格影像图幅大小一致的栅格距离数据；S3，利用层次分析法(AHP)来获取各个影响因子的权重，根据变量的权重大小对所有影响因子进行加权求和计算发展适宜性数据；根据中心元胞周围已转化为城市建设用地的元胞数量来判断城市发展密度，通过5*5的网格窗口来计算中心元胞的邻域的城市发展密度数据；处理限制性数据(如水域、生态红线等)，输出限制发展数据；将输出的适宜性数据、邻域城市发展密度数据和限制发展数据相乘，计算元胞的发展概率；S4，确定元胞的发展模式，根据邻域城市发展密度数据判断元胞是否属于种子元胞，若是，转到S5，否则转到S6；确定好增长模式之后，利用移动窗口方式来模拟城市建设用地的增长过程；S5，自发增长模式下，通过比较生成的随机数和动态阈值的大小来确定该种子元胞是否转化为城市建设用地，若否，种子元胞不进行转化，进行下一次迭代；若是，则计算新增斑块面积大小，比较种子元胞5*5邻域内每个元胞适宜性的大小，适宜性高的优先转化为城市建设用地，当达到新增斑块面积大小时停止转化；S6，组织增长模式下，通过比较生成的随机数和动态阈值的大小来确定该元胞是否转化为城市建设用地；S7，在满足既定的终止条件时，停止模拟过程，输出模拟结果。