[發(fā)明專利]一種基于空間作用劃分的模擬城市擴(kuò)展的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110227464.2
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN102289581A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海軍;賀三維;張文婷;何青青
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G06N3/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

1.一種基于空間作用劃分的模擬城市擴(kuò)展的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）城市空間作用區(qū)域的劃分

1-1?采用胡鵬地圖代數(shù)方法度量空間實(shí)體到城市中心的空間距離；

1-2?分別對城市實(shí)體中的點(diǎn)、線、面實(shí)體進(jìn)行區(qū)域劃分：

a）采用胡鵬地圖代數(shù)方法進(jìn)行城市點(diǎn)實(shí)體的區(qū)域劃分；

b）根據(jù)道路的等級不同，建立不同半徑的緩沖區(qū)，并采用地圖代數(shù)方法進(jìn)行城市線實(shí)體的區(qū)域劃分；

c）根據(jù)加權(quán)Voronoi圖進(jìn)行城市面實(shí)體的區(qū)域劃分，并根據(jù)城市的中心性強(qiáng)度來確定權(quán)重；

2）將土地利用類型簡化為城市用地、農(nóng)用地、障礙三類，所述的障礙包括自然障礙和人為障礙，即，元胞狀態(tài)s={城市用地，農(nóng)用地，障礙}，元胞狀態(tài)中的農(nóng)用地可向城市用地轉(zhuǎn)變，當(dāng)元胞狀態(tài)為城市用地和障礙時(shí)，????????????????????????????????????????????????，元胞狀態(tài)不轉(zhuǎn)變；

3）轉(zhuǎn)換規(guī)則的構(gòu)建，所述的轉(zhuǎn)換規(guī)則由微觀屬性、局部屬性、宏觀屬性綜合確定：

3-1?計(jì)算城市空間中每個(gè)元胞的微觀屬性：

按照元胞所屬區(qū)域?qū)哟尾煌瑢⒚總€(gè)元胞歸屬于點(diǎn)劃分的區(qū)域、線劃分的區(qū)域、面劃分的區(qū)域，因此，將元胞的微觀屬性值時(shí)分為按點(diǎn)實(shí)體劃分區(qū)域的轉(zhuǎn)換概率、按線實(shí)體劃分區(qū)域的轉(zhuǎn)換概率和按面實(shí)體劃分區(qū)域的轉(zhuǎn)換概率，分別稱為點(diǎn)狀因子轉(zhuǎn)換概率、線狀因子轉(zhuǎn)換概率和面狀因子轉(zhuǎn)換概率，計(jì)算點(diǎn)狀因子轉(zhuǎn)換概率、線狀因子轉(zhuǎn)換概率和面狀因子轉(zhuǎn)換概率，從而得到元胞的微觀屬性：

a）計(jì)算點(diǎn)狀因子轉(zhuǎn)換概率：

在點(diǎn)劃分的區(qū)域中，在劃分區(qū)域j內(nèi)，元胞i的點(diǎn)狀因子轉(zhuǎn)換概率為：

其中，；為元胞i與點(diǎn)狀因子y的距離；為點(diǎn)狀因子y的速率系數(shù)，根據(jù)點(diǎn)狀因子的輻射范圍半徑來確定；

b）計(jì)算線狀因子轉(zhuǎn)換概率：

在線劃分的區(qū)域中，在第m個(gè)線狀實(shí)體緩沖區(qū)內(nèi)，元胞i的線狀因子轉(zhuǎn)換概率為：

其中，為第m個(gè)線狀實(shí)體的緩沖區(qū)；為元胞i與第m個(gè)線狀實(shí)體的距離；?

如果元胞i同時(shí)處于n個(gè)線狀實(shí)體的緩沖區(qū)內(nèi)，則元胞i的線狀因子轉(zhuǎn)換概率，其中，為第m個(gè)線狀實(shí)體的權(quán)重；

c）計(jì)算面狀因子轉(zhuǎn)換概率：

在面實(shí)體劃分的區(qū)域中，元胞i的面狀因子轉(zhuǎn)換概率為：

其中，?為元胞i與面實(shí)體y的距離；為面實(shí)體y的影響權(quán)重，，為面實(shí)體y的人口數(shù)量；

d）根據(jù)點(diǎn)狀因子轉(zhuǎn)換概率、線狀因子轉(zhuǎn)換概率和面狀因子轉(zhuǎn)換概率，元胞i的微觀屬性，并對微觀屬性結(jié)果進(jìn)行歸一化，其中，、、分別為點(diǎn)、線、面實(shí)體轉(zhuǎn)換概率的權(quán)重，根據(jù)城市實(shí)際情況確定；?

3-2?計(jì)算城市空間中每個(gè)元胞的局部屬性：

在擴(kuò)展摩爾鄰域內(nèi)，元胞i的局部屬性，即局部轉(zhuǎn)換概率，其中，n為鄰居中城市元胞的個(gè)數(shù)；為城市鄰居元胞j對中心元胞i的影響程度，?，為中心元胞i與城市鄰居元胞j的距離；為當(dāng)鄰居均為城市元胞時(shí)對中心元胞i的影響程度之和；

3-3?計(jì)算城市空間中每個(gè)元胞的宏觀屬性：

宏觀屬性包括絕對限制概率和部分限制概率兩部分，將函數(shù)映射到[0，1]區(qū)間，其中，為部分限制概率，為坡度，、分別為坡度的臨界值，由汽車最大爬坡度確定；

則元胞i的宏觀屬性值，其中，為元胞i處部分限制概率；為元胞i處第b個(gè)絕對限制因子下的轉(zhuǎn)換概率，取值為0或1；n為絕對限制因子的個(gè)數(shù)；?

3-4轉(zhuǎn)換規(guī)則的構(gòu)建

元胞空間內(nèi)，元胞i的合成概率，即轉(zhuǎn)換規(guī)則，然后歸一化；設(shè)定閾值，當(dāng)時(shí)，則該元胞轉(zhuǎn)化為城市用地；否則，該元胞不做轉(zhuǎn)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空間作用劃分的模擬城市擴(kuò)展的方法，其特征在于：

所述的步驟1-2的子步驟b）中將道路劃分為國道、省道和主干道三個(gè)等級。