城市规划-元胞自动机-算法程序.pdf

元胞自动机-城市规划 城市规模设计 雄安新区占地总面积约为 2000 平方公里，涉及河北省雄县、容城、安新 3 个县及周边部分区域，地处北京、天津、保定腹地，通过ArcGIS 地图软件搜索 该区域并从中提取出来，区域图如下所示。 图5 雄安新区区域图 为对雄安新区进行更好的仿真模拟，首先先在地图中截取雄安新区地图，然 后进行边缘轮廓提取和白洋淀等不可开发地区的剔除，获得预处理图像。最后用 MATlAB 进行图像灰度化、二值化处理如下图所示。为后续元胞自动机提供演变 地图。 图6 Matlab 识别图 城市规划 模型总步骤： CA Step1:首先确定其组成的主要元素：元胞、元胞空间、元胞状态、元胞邻域 及转变规则 Step2 : 分析模拟城市空间结构； Step3: 确定模型的参数：繁殖参数、扩散参数、传播参数及受规划约束参数 Step4 : 确定模型所需元胞转换规则的定义 Step5 : 进行城市发展模拟。 ①本文提取的雄安新区地图像素为135m 109m ，元胞空间定义为1m 1m ； 元胞状态对应的是该地的四种状态：未城市化（即对应能开发还未开发的区域）， 城市化，扩展中心城市，不能被开发（如白洋淀等区域）。土地状态用编码表示。 表11 土地状态 土地状态 编码 未城市化 0 城市化 2 扩展中心城市 3 不能被开发 1 ②元胞邻域选取为 邻居，在 系统中一个元胞 时刻的状态 VonNeumann CA t 1 取决于它 时刻与它邻域内其他元胞状态，考虑到地区之间发展限制因素较多， t [7] 所以选取邻域较少的VonNeumann邻居型 。 VonNeumann邻居型数学定义为：      2  N vi vix ,viy || vix v0x |  | viy voy |1, vix ,viy Z （4.1 8 ） v 式（18）中 、 为中心元胞邻居元胞的行列坐标值， 、 为中心元胞的行 v v v i y ax oy 列坐标值。 ③模型参数 [7] [7] 借鉴参考文献 中的 模型设置了以下几个主要参数来描述城市发展 。 CA 1.扩散参数diffusion ：在自然增长