土地利用分形模拟的空间尺度效应研究

前言

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 土地利用分形模型的研究进展

1.2.1 土地利用模型概述

1.2.2 土地利用分形模型研究现状

1.2.3 土地利用分形模型存在的建模问题

1.3 土地利用分形模型中空间尺度的研究进展

1.3.1 最优测量尺度的选择问题

1.3.2 最适合作用尺度的判断问题

1.3.3 建立有效尺度转换模型问题

1.4 研究内容和技术路线

1.4.1 研究内容及关键问题

1.4.2 研究方法及技术路线

第2章 多视角城市土地利用空间格局分形模型

2.1 分形概述

2.1.1 分形的概念

2.1.2 分形的几何特征

2.1.3 分形维数

2.2 三种典型的城市土地利用空间格局分形维数

2.2.1 边界维数

2.2.2 半径维数

2.2.3 信息熵维数

2.3 面向土地利用空间聚簇特征表达的间隙度维数

2.4 本章小结

第3章 分形模型的最优测量尺度研究

3.1 最优测量尺度概述

3.2 平均局部方差法

3.2.1 平均局部方差法的基本原理

3.2.2 基于平均局部方差法的尺度选择

3.3 普通变异函数法

3.3.1 变异函数基本概念

3.3.2 基于变异函数的尺度选择

3.3.3 变异函数中的尺度参数估计

3.4 改进的变异函数法

3.4.1 变异函数的方向性

3.4.2 带有全方向搜索的变异函数

3.5 本章小结

第4章 分形模型的最适合作用尺度研究

4.1 最适合作用尺度概述

4.1.1 最适合作用尺度定义

4.1.2 分形模型的最适合作用尺度——无标度区间

4.1.3 求最适合作用尺度的数学原理

4.2 最适合作用尺度的选择方法

4.2.1 人工判断法

4.2.2 相关系数检验法

4.2.3 强化系数法

4.2.4 遗传算法

4.3 实验与讨论

4.3.1 实验数据的来源与预处理

4.3.2 常规方法计算的最适合作用尺度

4.3.3 遗传算法计算的最适合作用尺度

4.4 本章小结

第5章 基于分形维数的空间尺度转换模型

5.1 空间尺度转换机制研究

……

第6章 实例研究

第7章 结论与展望

《土地利用分形模拟的空间尺度效应研究》系统地讨论了城市土地利用空间格局分形模型的构建以及应用过程中空间尺度效应等重要问题。它是遥感影像与分形模型耦合模拟土地利用模式与作用过程的关键问题，也是当前国内外地学界对空间尺度研究的热点之一。《土地利用分形模拟的空间尺度效应研究》首先对城市土地利用空间格局分形模型的发展进行地回顾，深入地剖析了分形模型的构建和模拟过程所存在的空间尺度效应两个核心问题。接着在阐述现有三种城市土地利用分形维数的基础上，引出了作者提出的一种新分形维数——间隙度维数，以此构建一个完整而有机组成的多视角的城市土地利用分形模型，并详细探讨各维数的特点、计算方法以及相互之间的关系。《土地利用分形模拟的空间尺度效应研究》核心部分是系统论述了城市土地利用分形模拟过程中所存在的测量尺度的选择、作用尺度的识别和尺度转换模型三个无法回避的空间尺度效应问题，重点阐述了作者提出的采用具有全向搜索机制变异函数选择最优分辨率的遥感数据源和基于遗传算法识别分形维数有效作用范围的两种尺度效应模型与相应的算法，并在此基础上以分形维数作为"桥梁"进行尺度转换，推导出城市土地利用线状要素和面状要素的分形尺度转换模型，建立起地物目标空间要素特征与空间分辨率关系的定量表达关系。最后以武汉市武昌区为例对相关理论进行模型验证和应用研究相关工作。