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《地理学报》 2009年08期
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基于耦合的地理模拟优化系统

黎夏  刘小平  何晋强  李丹  陈逸敏  庞瑶  李少英  
【摘要】:尽管GIS在涉及空间信息的许多学科和行业有广泛的应用,但其在对过程进行模拟和优化方面存在严重的功能不足。本文提出地理模拟优化系统GeoSOS的概念与实现方法。进一步建立了GeoSOS1.0的模拟优化平台,作为GIS的重要补充工具。包含了三个重要部分:地理元胞自动机(CA)、多智能体系统(MAS)、生物智能(SI)。其核心内容就是根据微观个体的相互作用,达到模拟和优化的目的。根据Tobler地理学的第一定律,提出了GeoSOS的统一的相互作用规则。GeoSOS具备将模拟和优化耦合起来的功能。将动态模拟模型与空间优化模型耦合起来,使得优化的方案具有一定的前瞻性。对比实验结果发现,耦合模型产生的效用值比非耦合模型分别高出4.3%(点状优化)和4.1%(线状优化),表明GeoSOS能够改善优化的结果。
【作者单位】中山大学地理科学与规划学院;
【关键词】地理模拟优化系统 地理元胞自动机 多智能体系统 生物智能 耦合
【基金】:国家自然科学基金重点项目(40830532) 国家杰出青年基金项目(40525002) 国家高技术研究发展计划(863计划)(2006AA12Z206)~~
【分类号】:P90;P208
【正文快照】:
前言尽管GIS具有强大的空间数据管理和处理方面的能力,但在模型方面功能较弱,不能满足地理学家对过程等分析方面的需求[1]。许多地理现象的时空动态发展过程往往比其最终形成的空间格局更为重要,譬如城市扩展、疾病扩散、火灾蔓延、人口迁移、经济发展、沙漠化、洪水淹没等。

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭欢欢;李波;侯鹰;孙特生;;元胞自动机和多主体模型在土地利用变化模拟中的应用[J];地理科学进展;2011年11期
2 陈逸敏;黎夏;刘小平;李少英;;基于耦合地理模拟优化系统GeoSOS的农田保护区预警[J];地理学报;2010年09期
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4 张子民;周英;李琦;毛曦;;图形化的地学耦合建模环境与原型系统设计[J];地球信息科学学报;2011年01期
5 乔纪纲;邹春洋;;基于神经网络的元胞自动机与土地利用演化模拟——以广州市白云区为例[J];测绘与空间地理信息;2012年07期
6 李丹;黎夏;刘小平;陈逸敏;李少英;刘凯;乔纪纲;郑奕钟;张亦汉;劳春华;;GPU-CA模型及大尺度土地利用变化模拟[J];科学通报;2012年11期
7 王丽萍;金晓斌;杜心栋;周寅康;;基于灰色模型-元胞自动机模型的佛山市土地利用情景模拟分析[J];农业工程学报;2012年03期
8 乔纪纲;邹春洋;;规划导向的CA约束方法与城市用地格局变化预测——以广州市白云区为例[J];热带地理;2012年03期
9 潘竟虎;石培基;赵锐锋;;基于LP-MCDM-CA模型的土地利用结构优化研究——以天水市为例[J];山地学报;2010年04期
10 孙丕苓;杨海娟;;商洛市土地利用结构优化的情景分析[J];水土保持通报;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 郑荣宝;董玉祥;陈梅英;;基于GECM与CA+ANN模型的土地资源优化配置与模拟[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(下册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张鸿辉;多智能体城市规划空间决策模型及其应用研究[D];中南大学;2011年
2 王磊;土地利用变化的多尺度模拟研究[D];北京大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王飞;基于地理空间主体建模的城市自然灾害间接经济损失评估[D];上海师范大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 刘小平;黎夏;;从高维特征空间中获取元胞自动机的非线性转换规则[J];地理学报;2006年06期
2 刘小平;黎夏;叶嘉安;何晋强;陶嘉;;利用蚁群智能挖掘地理元胞自动机的转换规则[J];中国科学(D辑:地球科学);2007年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄华明;黄瑞;张防修;;多尺度模型在城镇土地扩张分析中的模拟与预测——以扬州市邗江地区为例[J];安徽农业科学;2012年09期
2 崔旭忠;赵方胤;;基于CA的土地利用动态演变预测研究[J];安徽农业科学;2012年09期
3 王羊;高阳;赵琳;赵志强;李双成;;元胞自动机模型的尺度敏感性分析[J];北京大学学报(自然科学版);2011年04期
4 李开宇;张艳芳;杨青生;;基于CA模型的西安城市空间扩展模拟及误差分析[J];测绘科学;2011年05期
5 刘小平;黎夏;;Fisher判别及自动获取元胞自动机的转换规则[J];测绘学报;2007年01期
6 钱敏;濮励杰;朱明;翁翎燕;;土地利用结构优化研究综述[J];长江流域资源与环境;2010年12期
7 陶嘉;黎夏;刘小平;何晋强;;分析学习智能元胞自动机及优化的城市模拟[J];地理与地理信息科学;2007年05期
8 张灵;陈晓宏;翁毅;;基于人工免疫克隆选择算法的遥感图像识别[J];地理与地理信息科学;2008年02期
9 乔纪纲;何晋强;;基于分区域的元胞自动机及城市扩张模拟[J];地理与地理信息科学;2009年03期
10 肖洪;田怀玉;朱佩娟;于桓凯;;基于多智能体的城市人口分布动态模拟与预测[J];地理科学进展;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 宁敢;郑新奇;辛颖;吕利娜;邓婧;;城市土地利用时空动力模型研究进展[A];中国山区土地资源开发利用与人地协调发展研究[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张鸿辉;多智能体城市规划空间决策模型及其应用研究[D];中南大学;2011年
2 陆张维;土地利用总体规划中心城区建设用地布局研究[D];浙江大学;2012年
3 薛云;基于蚁群算法和支持向量机的矿化蚀变信息提取研究[D];中南大学;2008年
4 卢斌(王莹);基于格网GIS的艾比湖流域城市化与生态环境效应评价研究[D];西北大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟小前;基于CA-Markov模型的城市扩展及预测模拟研究[D];青海师范大学;2010年
2 宁敢;基于群体智能及CA的城市土地利用时空动力学模型构建与应用[D];中国地质大学(北京);2011年
3 张苏;数学形态学与元胞自动机相结合的土地利用制图综合方法研究[D];西北大学;2011年
4 王晓学;基于元胞自动机的喀斯特石漠化模拟与预测[D];北京林业大学;2011年
5 陆毅;智能优化算法在智能物流平台中的应用与研究[D];华东师范大学;2008年
6 吴桂平;CLUE-S模型的改进与区域土地利用变化模拟[D];中南大学;2008年
7 袁成军;基于GIS的县级土地利用总体规划编制决策支持系统研究[D];贵州大学;2008年
8 赵占轻;基于GIS和元胞自动机的女儿寨小流域植被动态模拟研究[D];西南大学;2009年
9 白根川;眉山市东坡区土地利用趋势预测研究[D];四川农业大学;2009年
10 杨莉;基于系统动力学和元胞自动机的土地利用结构优化研究[D];贵州大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄秋燕;吴良林;;喀斯特石漠化与人类活动响应的定量研究——以广西都安县为例[J];安徽农业科学;2008年21期
2 蔡运龙;自然地理学的创新视角[J];北京大学学报(自然科学版);2000年04期
3 邓志鸿,唐世渭,张铭,杨冬青,陈捷;Ontology研究综述[J];北京大学学报(自然科学版);2002年05期
4 沈体雁;李迅;;基于多主体的城市微模拟平台Grid ABGIS研究[J];北京大学学报(自然科学版);2007年04期
5 沈体雁;张红霞;李迅;李熙;;GIS与ABM集成的房地产开发模拟研究[J];北京大学学报(自然科学版);2009年04期
6 杨顺顺;栾胜基;;农村环境多主体仿真系统建构——农户模型在农村环境管理中的应用[J];北京大学学报(自然科学版);2010年01期
7 周宗丽,宁大同,杨志峰;三峡库区秭归县土地资源优化配置[J];北京师范大学学报(自然科学版);1999年04期
8 宗跃光,徐宏彦,汤艳冰,陈红春;城市生态系统服务功能的价值结构分析[J];城市环境与城市生态;1999年04期
9 杨靖宇;张永生;董广军;;基于GPU的遥感影像SAM分类算法并行化研究[J];测绘科学;2010年03期
10 于海龙;邬伦;刘瑜;李大军;刘丽萍;;基于Web Services的GIS与应用模型集成研究[J];测绘学报;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 吴晓军;复杂性理论及其在城市系统研究中的应用[D];西北工业大学;2005年
2 蒋云良;基于多Agent的三维城市规划辅助系统研究[D];浙江大学;2006年
3 徐昔保;基于GIS与元胞自动机的城市土地利用动态演化模拟与优化研究[D];兰州大学;2007年
4 吴静;人地关系分析的自主体模拟理论框架及其平台开发研究[D];华东师范大学;2008年
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 余碧波;复杂系统动态仿真技术在城市规划研究中的应用[D];浙江大学;2005年
2 蔡琳;人工城市空间系统建模与仿真研究[D];西北工业大学;2007年
3 黄秀兰;基于多智能体与元胞自动机的城市生态用地演变研究[D];中南大学;2008年
4 李雪;基于模拟退火机制的微粒群算法在城市土地空间布局中的研究与应用[D];山东师范大学;2009年
5 王军;基于主体和本体的地理模拟建模机制研究[D];云南师范大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘卫东;金凤君;张文忠;贺灿飞;刘志高;;中国经济地理学研究进展与展望[J];地理科学进展;2011年12期
2 覃开贤;胡宝清;韩世静;;基于BP-ANN-CA的都安喀斯特土地系统演变模拟[J];地球与环境;2012年03期
3 田义超;任志远;;基于CLUE-S模型的黄土台塬区土地利用变化模拟——以陕西省咸阳台塬区为例[J];地理科学进展;2012年09期
4 李丹;黎夏;刘小平;陈逸敏;李少英;刘凯;乔纪纲;郑奕钟;张亦汉;劳春华;;GPU-CA模型及大尺度土地利用变化模拟[J];科学通报;2012年11期
5 王丽萍;金晓斌;杜心栋;周寅康;;基于灰色模型-元胞自动机模型的佛山市土地利用情景模拟分析[J];农业工程学报;2012年03期
6 韩德军;朱道林;;贵州省土地利用与区域经济耦合关系分析[J];农业工程学报;2012年15期
7 郭变青;高迪;张红方;段玉香;;基于马尔可夫模型的土地利用变化研究[J];河南理工大学学报(自然科学版);2012年04期
8 徐嘉兴;李钢;陈国良;;基于logistic回归模型的矿区土地利用演变驱动力分析[J];农业工程学报;2012年20期
9 潘竟虎;石培基;刘英英;;干旱区县域土地利用规划环境影响的生态安全评价——以张掖市甘州区为例[J];水土保持通报;2012年01期
10 孙丕苓;杨海娟;;商洛市土地利用结构优化的情景分析[J];水土保持通报;2012年02期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 杨锋;矿业城市土地利用优化配置研究[D];中国地质大学(北京);2011年
2 张鸿辉;多智能体城市规划空间决策模型及其应用研究[D];中南大学;2011年
3 王磊;土地利用变化的多尺度模拟研究[D];北京大学;2011年
4 陆张维;土地利用总体规划中心城区建设用地布局研究[D];浙江大学;2012年
5 郭军庭;潮河流域土地利用/气候变化的水文响应研究[D];北京林业大学;2012年
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7 鄂越;基于Agent的蜂产品质量控制研究[D];中国农业科学院;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 张子迁;基于低碳经济背景下云南省土地利用结构与碳排放量关系研究[D];云南财经大学;2011年
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3 刘瑞卿;基于CA-Markov模型的怀来县土地利用景观格局动态模拟研究[D];河北农业大学;2012年
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5 李达;沿海开发背景下县域土地利用优化研究[D];南京大学;2012年
6 王荣;基本生态控制线土地利用动态监测及优化研究[D];华中师范大学;2012年
7 杨丽桃;福州城区土地利用变化LCM模型构建与模拟[D];福建农林大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 何春阳,陈晋,史培军,范一大;大都市区城市扩展模型——以北京城市扩展模拟为例[J];地理学报;2003年02期
2 刘小平;黎夏;;从高维特征空间中获取元胞自动机的非线性转换规则[J];地理学报;2006年06期
3 黎夏,叶嘉安;基于神经网络的元胞自动机及模拟复杂土地利用系统[J];地理研究;2005年01期
4 黎夏,叶嘉安;知识发现及地理元胞自动机[J];中国科学(D辑:地球科学);2004年09期
5 黎夏,叶嘉安,廖其芳;利用案例推理(CBR)方法对雷达图像进行土地利用分类[J];遥感学报;2004年03期
6 陈建平,丁火平,王功文,厉青,冯春;基于GIS和元胞自动机的荒漠化演化预测模型[J];遥感学报;2004年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黎夏;刘小平;何晋强;李丹;陈逸敏;庞瑶;李少英;;基于耦合的地理模拟优化系统[J];地理学报;2009年08期
2 黎夏;李丹;刘小平;何晋强;;地理模拟优化系统GeoSOS及前沿研究[J];地球科学进展;2009年08期
3 金福江;;Agent的多目标优化分布式智能算法[J];华侨大学学报(自然科学版);2005年04期
4 朱李瑾;刘子忠;;图书馆联盟的技术构架——多智能体系统[J];图书馆论坛;2006年01期
5 马良荔,贲可荣;使用多Agent模型求解N-难题的新方法[J];海军工程学院学报;1996年04期
6 朱建伟,陈健;多智能体系统技术概论[J];机电设备;2004年03期
7 修世军;Mas冲突管理模型[J];丹东纺专学报;2005年01期
8 范波,潘泉,张洪才;一种基于分布式强化学习的多智能体协调方法[J];计算机仿真;2005年06期
9 王健强;杜辉;于澎;;机器人点焊工作站在汽车制造中的应用[J];机器人技术与应用;2006年04期
10 沈寿林;韩晓强;白承森;;Agent技术及其在作战模拟中的应用[J];计算机仿真;2006年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黎夏;刘小平;李丹;张亦汉;何晋强;劳春华;黄康宁;陈逸敏;庞瑶;李少英;;地理模拟优化系统GeoSOS原理及软件开发[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
2 杨洪勇;路兰;李晓;;时延多智能体系统的群集运动[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
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4 姜海波;于建江;周彩根;;基于脉冲控制协议的线性离散多智能体系统的一致性[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
5 杨熙;王金枝;;多智能体系统一致性的鲁棒性分析[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
6 张亚;田玉平;;离散时间多智能体系统一致的权重条件[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
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8 薛栋;姚静;余有灵;胡俊杰;;具有切换拓扑和非线性环节的关联多智能体系统一致性分析[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
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10 孙铁利;杨永明;赵晶晶;;营救智能体的研究与开发[A];2005年全国理论计算机科学学术年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 记者 吴长锋;中科大机器人“可佳”能思考会推理[N];科技日报;2009年
5 本报记者 海燕;新能源加速亟待突破人才瓶颈[N];中国商报;2010年
6 记者 冯迪凡;能源独立是我们的追求[N];第一财经日报;2010年
7 记者 金可;本市首发低碳交通卡[N];北京日报;2010年
8 记者 贾婧;百项科技成果“披红待嫁”[N];科技日报;2011年
9 本报记者 廉维亮;笑迎机遇笑面挑战[N];人民政协报;2011年
10 王亚虎高建强;礼泉全力保持工业经济增长良好势头[N];咸阳日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田翠华;基于WSRF的交通信息服务网格的研究[D];东北大学;2008年
2 吴治海;网络环境下的多智能体系统一致性问题研究[D];华中科技大学;2011年
3 佘莹莹;多智能体系统一致性若干问题的研究[D];华中科技大学;2010年
4 姜海波;多智能体系统的脉冲一致性及其动力学研究[D];江苏大学;2012年
5 彭科;带领导者的多智能体系统中的一致性问题研究[D];上海交通大学;2009年
6 潘福臣;多智能体系统的稳定性研究及其在人工股票市场上的应用[D];大连理工大学;2011年
7 吴锋;基于决策理论的多智能体系统规划问题研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 钟伟才;多智能体进化模型和算法研究[D];西安电子科技大学;2004年
9 冯新磊;符号矩阵和多智能体系统一致性研究[D];电子科技大学;2011年
10 唐平;多智能体系统冲突消解与智能机器人动态路径规划研究[D];广东工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 尚旭辉;TSR-1足球机器人底层控制系统及通讯子系统的研究[D];天津大学;2004年
2 祖丽楠;多智能体分布式实时仿真实验系统开发与规划算法研究[D];吉林大学;2004年
3 王家凡;基于多智能体的交通流微观仿真[D];中南大学;2004年
4 邱宇航;协作协进化算法应用于多智能体协作的研究[D];浙江工业大学;2005年
5 张晓勇;RoboCup中多智能体系统协作的研究与实现[D];中南大学;2005年
6 秦志斌;自主移动机器人高可靠性软件体系结构研究[D];浙江大学;2006年
7 张驰;基于ROBOCUP的多智能体系统设计与实现[D];北京工业大学;2004年
8 杨俊卿;多移动机器人围捕算法的研究[D];山东科技大学;2005年
9 朱莹莹;基于Multi-Agent仿真机器人足球比赛策略研究与开发[D];华北电力大学(北京);2006年
10 郑旭栋;基于多智能体的车间调度系统研究[D];上海交通大学;2007年
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