一种基于元胞自动机的城市群空间模拟方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术提供了一种元胞自动机的城市群空间模拟方法、系统及设备，通过获取目标城市群区域内的基础地理数据，并对将目标城市群区域划分为多个元胞，得到各个元胞对应的单元基础地理数据；获取所述目标城市群区域内的手机信令数据，并基于所述手机信令数据构建多尺度城市群元胞时空流量矩阵；根据各个单元基础地理数据和所述元胞时空流量矩阵确定非城市元胞转换为城市元胞状态的转换影响规则，并根据所述转换影响规则进行城市群空间模拟。本实施例所提供的方法通过将城市群空间交互作用纳入城市群空间模拟转换规则中，在城市群尺度下实现空间扩张模拟，为未来城市群联合扩张提供客观指标，有助于实现城市群协调发展与优化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于元胞自动机的城市群空间模拟方法、系统及设备技术邻域本专利技术涉及城市规划和地理学
，尤其涉及的是一种元胞自动机的城市群空间模拟方法、系统及设备。
技术介绍
空间模拟是空间可持续发展规划与管理提供重要的参考依据。元胞自动机(cellularautomaton，CA)作为一种离散动力学模型，被广泛应用于城市群空间模拟等研究中。但在CA模型中将各个城市看成孤立发展个体，缺乏对城市间空间交互影响的考虑，难以真实反映区域一体化下的城市群空间协同发展。因此，基于CA模型无法实现对城市群空间交互作用进行精细建模，以及无法对城市群空间协同发展进行精准模拟，空间模拟的准确性不满足可持续发展规划和管理的需求。因此，现有技术有待于进一步的改进。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种元胞自动机的城市群空间模拟方法、系统及设备，克服现有技术中由于进行城市群空间模拟时将各个城市作为独立的个体进行空间模拟，缺乏城市之间协同发展对城市群空间模拟的影响，导致空间模拟扩张准确性低的缺陷。本专利技术实施例公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于元胞自动机的城市群空间模拟方法，其特征在于，包括：/n获取目标城市群区域内的基础地理数据，并将目标城市群区域划分为多个空间单元，得到各个空间单元对应的单元基础地理数据；其中，每个所述空间单元对应为一个元胞；/n获取所述目标城市群区域内的手机信令数据，并基于所述手机信令数据构建各个元胞对应的城市群元胞时空流量矩阵；/n根据各个元胞对应的所述单元基础地理数据和所述城市群元胞时空流量矩阵确定非城市元胞转换为城市元胞状态的转换影响规则，并根据所述转换影响规则进行城市群空间模拟。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于元胞自动机的城市群空间模拟方法，其特征在于，包括：
获取目标城市群区域内的基础地理数据，并将目标城市群区域划分为多个空间单元，得到各个空间单元对应的单元基础地理数据；其中，每个所述空间单元对应为一个元胞；
获取所述目标城市群区域内的手机信令数据，并基于所述手机信令数据构建各个元胞对应的城市群元胞时空流量矩阵；
根据各个元胞对应的所述单元基础地理数据和所述城市群元胞时空流量矩阵确定非城市元胞转换为城市元胞状态的转换影响规则，并根据所述转换影响规则进行城市群空间模拟。


2.根据权利要求1所述的基于元胞自动机的城市群空间模拟方法，其特征在于，所述转换影响规则包括：城市群交互影响规则；
所述根据各个元胞对应的所述单元基础地理数据和所述城市群元胞时空流量矩阵确定非城市元胞转换为城市元胞状态的转换影响规则的步骤包括：
基于距离衰减效应，根据所述元胞时空流量矩阵和元胞之间的距离信息，计算城市群内所有城市中元胞的土地利用转换概率，得到所述城市群交互影响规则。


3.根据权利要求2所述的基于元胞自动机的城市群空间模拟方法，其特征在于，所述转换影响规则还包括：邻域影响规则和城市群要素影响规则；
所述根据各个元胞对应的所述单元基础地理数据和所述城市群元胞时空流量矩阵确定非城市元胞转换为城市元胞状态的转换影响规则的步骤还包括：
在预设邻域范围内根据相邻元胞的由非城市元胞转换为城市元胞确定元胞转换的影响概率，得到邻域影响规则；
根据各个元胞对应的单元基础地理数据中各个城市群影响要素的数据信息，计算不同城市群影响要素对元胞转换的影响概率，得到所述城市群要素影响规则。


4.根据权利要求2所述的基于元胞自动机的城市群空间模拟方法，其特征在于，所述基于距离衰减效应，根据所述元胞时空流量矩阵和元胞之间的距离信息，计算城市群内所有城市中元胞的土地利用转换概率，得到所述城市群交互影响规则的步骤包括：
根据各个元胞对应的所述元胞时空流量矩阵和各个元胞处于城市群中的位置，计算城市群城市间的流量强度；
基于城市群交互影响的距离衰减效应，根据所述城市群城市间的流量强度和各个元胞之间的欧式信息，计算城市空间交互对城市中各个元胞的影响概率；
根据所述城市空间交互对城市中各个元胞的影响概率计算得到城市群内所有城市中元胞的土地利用转换概率。


5.根据权利要求3所述的基于元胞自动机的城市群空间模拟方法，其特征在于，所述在预设邻域范围内根据相邻元胞的由非城市元胞转换为城市元胞确定元胞转换的影响概率，得到邻域影响规则的步骤包括：
根据邻域状态的元胞城市化概率测度非城市元胞转换为城市元胞的影响概率，其影响概率为：



其中，P1(Pxy＝ur...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂伟，曹劲舟，赵天鸿，黄正东，贺彪，李晓明，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44