python元胞自动机模拟交通_教程FLUS模型|未来土地利用变化情景模拟模型(GeoSOSFLUS)...

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选择匿名的用户   2021-6-1 01:54   17   0
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未来土地利用变化情景模拟模型

(GeoSOS-FLUS)

软件用户手册

引言:

今天给大家带来一个可以预测模拟土地利用变化趋势的软件-flus模型的教程。文末有软件获取方式。

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1. 模型与软件简述

FLUS模型是用于模拟人类活动与自然影响下的土地利用变化以及未来土地利用情景的模型。该模型的原理源自元胞自动机(CA),并在传统元胞自动机的 基础上做了较大的改进。首先,FLUS模型采用神经网络算法(ANN)从一期土 地利用数据与包含人为活动与自然效应的多种驱动力因子(气温、降水、土壤、 地形、交通、区位、政策等方面)获取各类用地类型在研究范围内的适宜性概率。其次,FLUS模型采用从一期土地利用分布数据中采样的方式,能较好的避免误 差传递的发生。另外,在土地变化模拟过程中,FLUS模型提出一种基于轮盘赌选择的自适应惯性竞争机制,该机制能有效处理多种土地利用类型在自然作用与 人类活动共同影响下发生相互转化时的不确定性与复杂性,使得FLUS模型具有 较高的模拟精度并且能获得与现实土地利用分布相似的结果。

GeoSOS-FLUS软件是根据FLUS模型的原理开发的多类土地利用变化情景模拟软件,是在其前身------地理模拟与优化系统GeoSOS的基础上的发展与传承。GeoSOS-FLUS软件为用户提供进行空间土地利用变化模拟的功能,在对未来土地利用变化进行模拟时,需要用户先应用其他方法(系统动力学模型,或马 尔科夫链)或使用预设情景来确定未来土地利用变化的数量作为GeoSOS-FLUS 的输入。

GeoSOS-FLUS软件是在Visual Studio 2010平台上基于C++语言及一系列 C++开源库开发的软件。软件的输入输出采用遥感影像处理底层库GDAL 1.9.2 (http://www.gdal.org/),因而软件可以读入各种格式的遥感影像数据及其投影坐标, 并输出带坐标和投影的tiff影像模拟结果;软件界面采用Qt 4.8.5 (https://www.qt.io/download/),能实时显示模拟区域的土地利用变化过程,方便用 户的使用;软件采用的神经网络算法来自强大的Shark 3.1.0库 (http://image.diku.dk/shark/),能较快的获得各类土地分布的适宜性概率。GeoSOS-FLUS软件的使用方法将在下面详细阐述。

GeoSOS-FLUS 软件能较好的应用于土地利用变化模拟与未来土地利用情景 的预测和分析中,是进行地理空间模拟、参与空间优化、辅助决策制定的有效工 具。FLUS模型可直接用于:1、城市发展模拟及城市增长边界划定;2、城市内 部高分辨率土地利用变化模拟;3、环境管理与城市规划;4、大尺度土地利用变 化模拟及其效应分析;5、区域土地利用类型适宜性分析;6、农田或自然用地类 型损失预警;7、土地利用分布格局变化及热点分析等方面。还可以进一步推广使用到气候变化及其效应、碳循环、水文分析,生态变化与生物栖息地变化等各 方面的研究当中。

2. 软件下载

您可以从我们提供的链接(http://www.geosimulation.cn/flus.htm 1)下载 GeoSOS-FLUS软件的最新版本,目前的版本为版本1.0测试版(V1.0 Beta)。

3. 软件启动

双击软件快捷方式GeoSOS-FLUS V1.0 Beta.exe启动软件。

3.1. 软件界面

GeoSOS-FLUS的主界面如下:

主界面主要包括:主菜单,工具条,图层控制区和影像浏览器。

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3.1.1主菜单

主菜单提供了软件的主要功能,点击相应的菜单项可以开启相应操作。

3.1.1.1. File (文件)

File选项主要提供简单的图像加载和浏览功能。

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(1) Open(打开):将提供文件打开对话框,由用户选择一个tiff、jpg、img 或ASCII (TXT)等常用栅格格式的文件,并在影像浏览器上显示该文件。

(2) Clear(清除):移除当前加载到图像浏览器中的所有影像。

(3) Exit(退出):退出 GeoSOS-FLUS 软件。

3.2. 模拟精度验证

GeoSOS-FLUS软件提供精度验证模块,提供Kappa系数和FoM两种指标对 模拟精度进行检验。

计算Kappa系数

选择主菜单上 Validation —Precision Validation Kappa,打开 Kappa 系数 计算模块。

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3.2.2加载数据

单击第一行Ground Truth右侧的I 」按钮,加载真实的2006年的土地利

用数据“dg2006ture”。单击第二行Simulation Result右侧的按钮,加载模拟的 2006 年的土地利用数据“SimulationResult.tif'。

4 软件操作注意

  1. (1) GeoSOS-FLUS软件所输入的土地利用分类栅格数据,土地类型编码需要 从1开始,并且要求类型编码连续。比如,模拟5种土地类型的相互变化,那么土地利用数据中5种有效土地类型的编号分别为:1,2,3,4,5。NoData Value 则可以是这5个编号以外的任何值。

  2. (2) FLUS模型所有输入的栅格数据,包括土地利用分类数据、适宜性概率数 据和转换限制数据,需为同一地区的图像,图像的行列数要一致。软件支持tiff、 jpg、img、ASCII等常用栅格数据格式。

  3. (3) 元胞自动机模块将自动保存最近一次模拟时的所有输入参数到两个配置 文件中:config_color.log,config_mp.log。在进行同一地区的重复实验时,GeoSOS- FLUS 软件会自动加载这些参数,不需用户重复输入。减少了用户的操作负担, 方便使用者进行多次实验。但有一点要特别注意,当更改研究区域时,请先删除 这些配置文件并重新设定新的区域的模拟参数,重新生成这两个记录文件。

  4. 结果样图如下:

  5. f9c04111cc71e7980a736e0789f795f4.png

  6. END

公众号后台回复数字:042001 可以获取教程中文文档以及最新版配套软件

THE END

感谢大家的关注,接下来我们会继续给大家写教程,敬请期待哦!

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