人工免疫系统与嵌入规划目标的城市模拟及应用

摘要

人工免疫系统(AIS)具有强有力的计算能力,可以通过免疫识别、克隆选择、免疫学习、免疫记忆等功能来进行模式识别和自适应学习。AIS所具有的自学习、自适应和记忆的能力非常适合于复杂地理过程的研究。而元胞自动机(CA)是研究复杂系统非常方便和有效的工具。将人工免疫系统和元胞自动机相结合,建立了城市演变的模拟和规划模型。该模型通过改变抗体的进化变异机制,把规划目标嵌入到AIS算法中,抗体将会逐渐朝着规划目标"进化",从而模拟出基于不同规划情景的城市发展空间格局,为城市和土地利用规划提供决策支持。设计了6种不同的城市发展方案,利用该模型模拟了不同规划方案下珠江三角洲城市的发展情景(1988-2002年)。并比较了不同模拟情景结果城市的紧凑性:"城市中心"和"城市中心—高速公路"发展模式的城市形态更为紧凑,破碎度较低;而"镇中心"和"道路"发展模式形成的城市形态则比较凌乱和分散。模拟结果和分析表明:"城市中心—高速公路"是珠江三角洲最适合的城市发展模式。