基于近邻传播聚类元胞自动机模型的武汉城市扩散和聚合过程同步模拟

摘要：

元胞自动机(CA)作为城市时空动态模拟应用最广泛的模型,可以有效模拟填充式和边缘式城市扩张过程,但是在飞地式扩张模拟方面稍显不足.本文提出一种改进CA模型—APCA,在传统CA基础上利用近邻传播聚类(AP)搜寻城市扩散增长的"种子点",实现城市增长扩散过程和聚合过程的同步模拟.以武汉市为研究区域,使用APCA模拟其在2005-2025年间城市扩张的时空过程.结果显示:①APCA在设置"种子点"数量为1～8个时模拟总体精度均高于Logistics-CA,当"种子点"数量为6时,模拟新增部分精度最高,达到0.5217;②2015-2025年武汉市飞地型增长面积约为8.67 km2,占新增城市用地总面积比例为6.30％;③武汉市1995-2025年间"先扩散后聚合"的城市扩张过程符合城市增长相位理论.APCA在一定程度上了完善了传统二维平面CA框架,将城市扩张模拟维度由面维扩展到点维,为准确展现城市用地空间扩展规律提供参考.

关键词：元胞自动机;AP聚类;扩散增长;武汉市

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资助基金：国家自然科学基金项目42001334

在线出版日期：2021-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：2522-2535