向量元胞自动机模型对土地覆被变化的适用性

向量元胞自动机模型对土地覆被变化的适用性及敏感性分析 城市化引发的土地覆被变化对生态环境和社会经济增长产生重大影响。基于矢量的元胞自动机 （VCA） 模型是一种先进的元胞自动机 （CA） 方法，它使用不规则单元，在模拟城市地区的土地利用变化方面表现良好。然而，VCA模型在土地覆被变化模拟中的适用性和参数设置对研究者来说仍然具有挑战性。针对这一问题，本研究应用了VCA模型和基于栅格的两种模型，即基于像素的CA模型和基于斑块的CA模型，对它们在模拟土地覆被变化方面的性能进行了模拟和比较。结果表明，VCA和基于斑块的CA具有优越性，VCA的FoM比基于像素的CA高39.74%，比基于贴片的CA高出11.00%，VCA有效地跟踪了快速发展地区的建设用地扩张，而基于斑块的CA在中心城市和郊区转移方面表现出色，适合更广泛的研究范围。此外，对 VCA 模型的空间尺度敏感性分析表明，较小的 VCA 细胞尺寸可以提高准确性，但会带来空间模式错误的风险。值得注意的是，研究范围对VCA准确性的影响大于细胞大小。这些发现支持了土地覆盖变化建模理论，并为未来精确的土地覆盖变化模拟和决策提供了见解。 比较VCA模型和基于栅格的CA模型在模拟土地覆被变化中的适用性和空间尺度敏感性的研究有限。本研究以深圳市为例，研究了基于像素的CA模型FLUS、基于斑块的CA模型PLUS和VCA模型在模拟土地覆被变化中的适用性。该研究还基于两阶段土地覆盖数据量化了不同的城市扩张模式，并分析了模型在不同城市扩张情景下的适宜性。此外，该研究还讨论了VCA模型模拟过程中单元大小的不确定性。本研究丰富和完善了CA模型的理论，为土地规划和管理决策提供了一定的支撑。