城市园林景观格局变化特征动态预测仿真

第36卷第10期_________________________计算机仿真___________________________2019年10月文章编号:1006 - 9348 (2019) 10 - 0387 - 04

城市园林景观格局变化特征动态预测仿真

刘斯荣，陈志鹏

(湖北工业大学艺术设计学院，湖北武汉,430068)

摘要:针对传统方法存在预测结果与实测结果差异较大的问题，提出一种基于CA-M arkov模型的城市园林景观格局变化 特征动态预测方法。以2017年城市园林景观遥感影像为数据源，选择土地利用幅度、景观格局变化程度、转移矩阵、转入/

转出贡献率等多个指标分析了研究区2017年的景观格局动态变化，确定出所研究区2017年间土地利用类型转移矩阵，采 用该矩阵来表征格局动态变化特征，将元胞自动机与隐马尔可夫模型相融合构建CA - Markov模型,釆用CA - Markov模型 对研究区园林景观格局动态变化趋势进行定量预测。实验数据表明，所提预测方法预测结果与实测结果差异较小，吻合度 较高。所提方法可用于动态模拟预测城市景观格局动态变化趋势。

关键词:城市；园林景观;格局变化特征;动态预测;模型

中图分类号:TP309. 3 文献标识码：B

Dynamic Prediction Simulation

of Urban Landscape Pattern Change Characteristics

LIU Si -ro n g，CHEN Zhi -peng

(S c h o o l o f A r t &D e s i g n,H u b e i U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y,Wuhan H u b e i430068, C h i n a) ABSTRACT：F o r t r a d i t i o n a l m e t h o d,t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e p r e d i c t e d r e s u l t a n d m e a s u r e d r e s u l t i s l a r g e.

T h e r e f o r e,t h i s p a p e r p r o p o s e s a m e t h o d t o d y n a m i c a l l y p r e d i c t t h e c h a n g e c h a r a c t e r i s t i c o f u r b a n l a n d s c a p e p a t t e r n

b a s e d o n CA- M a r k o v m o d e l.T a k i n g t h e r e m o t e s e n s i n g i m a g e o f u r b a n l a n d s

c a p e i n2017 a s t h e

d a t a s o u r c e,w e

c h o s e m a n y i n

d

e x e s s u c h a s l a n d u s e a m p l i t u d e,l a n d s c a p e p a t t e r n c h a n g e d e g r e e,t r a n s

f e r m a t r i x,r o l l- i n/r o l l- o u t

c o n t r i b u t i o n r a t e t o a n a l y z e

d y n a m i c c h a n g

e o

f l a n d s c a p e p a t t e r n o f s t u d y a r e a i n2017. Then,w e d e t e r m i n e d t r a n s f e r

m a t r i x o f l a n d u s e t y p e s o f s t u d y a r e a i n2017. M o r e o v e r,w e u s e d t h i s m a t r i x t o c h a r a c t e r i z e t h e d y n a m i c c h a r a c t e r i s­t i c o f p a t t e r n.B y c o m b i n i n g c e l l u l a r a u t o m a t o n w i t h H i d d e n M a r k o v m o d e l,w e b u i l t CA- M a r k o v m o d e l.F i n a l l y, w e u s e d CA- M a r k o v m o d e l t o q u a n t i t a t i v e l y p r e d i c t t h e d y n a m i c c h a n g e t r e n d o f l a n d s c a p e p a t t e r n i n s t u d y a r e a.

S i m u l a t i o n d a t a s h o w t h a t t h e p r e d i c t i o n r e s u l t o f p r o p o s e d m e t h o d h a s l i t t l e d i f f e r e n c e w i t h t h e m e a s u r e d r e s u l t,a n d t h e c o i n c i d e n c e d e g r e e i s h i g h.M e a n w h i l e,t h e p r o p o s e d m e t h o d c a n b e a p p l i e d t o t h e p r e d i c t i o n o f d y n a m i c c h a n g e t r e n d o f u r b a n l a n d s c a p e p a t t e r n.

KEYWORDS：C i t y；G a r d e n l a n d s c a p e；P a t t e r n c h a n g e c h a r a c t e r i s t i c；D y n a m i c p r e d i c t i o n；CA- M a r k o v m o d e l

i引言

城市园林景观是一种高度动态和复杂的重要生态类型，景观格局的变化在一定程度上反映了人类在经济、社会因素 作用下,对园林景观景观格局阶段性的经营管理作用的结 果[1]。通过对景观格局变化特征的分析及预测可以直观地 掌握人类活动对城市园林景观格局的影响，有助于了解景观 结构的变化趋势，为制定合理有效的城市园林景观工程的管

收稿日期:2018 -07-23修回日期:2018 -09 -11理策略提供理论支持，更好地均衡城市经济发展和区域生态保护[2]。

当前，国内学者已经围绕景观格局变化预测开展了很多 工作，例如欧定华等人[3]提出一种基于移动窗口法的景观格 局变化预测方法。采用移动窗口法分析城市景观格局时空 变化，并提取典型区域分析景观格局变化趋势，利用土地利 用变化模型预测研究区未来阶段的景观格局变化趋势。李 斌等人[4]提出一种基于T i e t e n b e r g模型的景观格局变化模拟 预测方法。分析所研究区域土地利用转移情况，根据土地利 用变化率结合隐马尔科夫模型、T i e t e n b e r g模型对研究区未

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