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第一章地理空间系统模拟 1

1.1地理空间系统及其复杂性 1

1.1.1地理空间系统 1

目 录 1

1.1.2地理空间系统的复杂性 2

1.2复杂系统研究理论和方法 6

1.2.1复杂系统和复杂性科学 6

1.2.2复杂系统理论 14

1.3.1地理空间分析的基本方法 17

1.3地理空间系统模拟 17

1.3.2地理空间系统动力学模型 21

参考文献 24

第二章元胞自动机理论基础 26

2.1 自动机 26

2.2元胞自动机 27

2.2.1典型的元胞自动机 27

2.2.2元胞自动机的定义与特征 33

2.2.3元胞自动机的构成 34

2.2.4元胞自动机的一般特征 38

2.2.5元胞自动机的分类 39

2.3元胞自动机研究的相关理论方法 42

2.4元胞自动机的应用 49

参考文献 50

第三章地理元胞自动机概念模型 52

3.1 CA模型在地理学中的应用研究概述 52

3.1.1 CA模型在地理学中应用的进展 52

3.1.2 CA模型在地理学研究中的可应用性 55

3.1.3 CA模型在地理学研究中应用的局限性 57

3.2.1扩展的CA模型：GeoCA 59

3.2地理元胞自动机（GeoCA）模型 59

3.2.2 GeoCA与地理信息系统的集成 64

3.3专题模型一：交通流模型（GeoCA-Traffic） 67

3.3.1一维基本模型 68

3.3.2一维扩展模型 69

3.3.3二维交通模型 70

3.4专题模型二：林火模型（GeoCA-Fire） 70

3.4.1 GeoCA-Fire的基本模型 71

3.4.2 GeoCA-Fire的扩展模型 72

参考文献 74

第四章城市动态演化模拟的CA模型 78

4.1城市化及城市模型研究 78

4.1.1城市及城市化 79

4.1.2城市模型研究的发展 79

4.2 GeoCA-Urban模型概述 82

4.2.1模型的动力学机制 82

4.2.2构模方法论 83

4.2.3模型结构 84

4.2.4模型特征 85

4.2.5 GeoCA-Urban模型表述 87

4.3土地利用类 87

4.3.1居民地、工业、商业单元的行为规则 88

4.3.2交通类 99

4.3.3土地利用层与交通层的叠加 102

4.3.4 GeoCA-Urban的总体分析 102

4.4 GeoCA-Urban软件系统 104

4.4.1 GeoCA-Urban软件系统的设计 105

4.4.2系统功能 106

4.4.3系统界面 116

参考文献 118

第五章城市增长动态模拟与虚拟城市探索 121

5.1城市增长动态模拟的原则与方案 121

5.1.1城市增长模拟的指导原则 121

5.1.2动态模拟的方法框架 123

5.2试验区概况 123

5.2.1 Ann Arbor地理概要 123

5.2.2 Ann Arbor发展特征 124

5.3.1数据准备 127

5.3 Ann Arbor城市增长的动态模拟与预测 127

5.3.2模型构建 130

5.3.3模型运行与结果 133

5.3.4结果分析 134

5.4虚拟城市的探索 135

5.4.1虚拟城市的概念 135

5.4.2虚拟城市的模拟试验 136

5.4.3模拟结果的讨论 160

5.5 小结 162

参考文献 163