城市元胞自动机扩展邻域效应的测量与校准研究

  摘要：城市元胞模型由于在定量分析与预测城市动态的潜力而受到众多研究者的持续关注。邻域规则是主导城市元胞模型模拟过程的关键组件。研究表明，不同土地利用组合间存在显著的邻域效应，且邻域效应具有惯性、排斥和吸引等影响。然而，传统城市元胞模型主要考虑的是特定分辨率下较小窗口的邻域范围。本文尝试刻画更大窗口的邻域效应及其对元胞模型的影响。基于测量的扩展邻域因子，应用粒子群优化算法校准大窗口邻域规则，并创建了考虑扩展邻域效应的城市元胞模型。为验证模型有效性，将其应用于模拟厦门市1995-2010年期间的城市扩张动态。与3×3摩尔邻域的逻辑回归模型相比较，1995-2010年期间的建设用地模拟精度从80.7%提高到83.9%，总体精度从87.8%提高到89.6%，Kappa系数从70.0%提高到74.5%，表明考虑扩展邻域效应的城市模型取得了更好的模拟效果。