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基于CA-Markov模型的建设用地模拟预测研究——以湖北省随县厉山镇为例的开题报告
摘要：
建设用地扩张是城市化进程中的重要现象，对土地资源的利用、生态环境的保护、城市规划与管理有重要影响。因此，建设用地模拟预测成为近年来城市规划研究的热点之一。本文以湖北省随县厉山镇为例，采用CA-Markov模型进行建设用地模拟预测研究。模型分为两个步骤：第一步，利用CA模型模拟建设用地动态变化，确定建设用地转移概率；第二步，利用Markov模型预测未来建设用地格局。通过对厉山镇历史建设用地数据进行提取、分析和建模，获得了该镇2009~2016年建设用地变化特征和转移概率，预测了未来三个年度的建设用地格局，为该镇城市规划和土地管理提供了科学依据。
关键词：建设用地；模拟预测；CA-Markov模型；随县厉山镇
一、研究背景与意义
随着城市化进程的不断推进，建设用地的需求不断增加。同时，建设用地的扩张也带来了一定的问题和挑战，如土地资源过度利用、环境污染等。因此，建设用地模拟预测成为近年来城市规划研究的热点之一。
建设用地模拟预测研究是指通过建设用地变化规律，利用数学模型进行预测和控制。目前常用的模型有基于统计的模型、基于规划的模型和基于模拟的模型。其中，基于模拟的模型具有模拟精度高、对未来建设用地格局的预测准确度高等优点，因此被广泛应用于建设用地模拟预测研究中。
CA-Markov模型是一种基于模拟的建设用地模拟预测模型，可模拟建设用地在空间和时间上的动态变化，具有预测效果好、灵活性强等特点。因此，本文选择此模型进行建设用地模拟预测研究，并以湖北省随县厉山镇为例，进行具体应用。
二、研究方法与内容
（一）研究方法
本文采用CA-Markov模型进行建设用地模拟预测研究，主要包括以下步骤：
1.数据处理：收集厉山镇2009~2016年的建设用地数据，并对数据进行预处理和筛选。
2.CA模型模拟：采用CA模型模拟建设用地在时间和空间上的动态变化，并计算每一时刻的建设用地转移概率。
3.Markov模型预测：利用Markov模型对未来的建设用地格局进行预测。
（二）研究内容
1.数据处理：通过遥感图像解译、地理信息系统（GIS）技术和地面调查等方法，获取厉山镇2009~2016年的建设用地数据，并进行预处理和筛选得到规范的数据集。
2.CA模型模拟：采用CellularAutomata（CA）模型对厉山镇建设用地动态变化进行模拟。CA模型是一种细胞自动机模型，可模拟建设用地在时间和空间上的动态变化，通过迭代计算，获得每一时刻的建设用地布局。建设用地转移概率是CA-Markov模型的重要输入参数，本文采用信息熵法进行计算。
3.Markov模型预测：利用Markov模型分析历史数据，预测未来的建设用地格局。Markov模型是一种随机过程模型，基于过去的状态转移情况，预测未来状态的概率分布。本文采用转移矩阵法进行计算。
三、预期成果与意义
预计本文的研究成果包括：
1.历史建设用地变化特征和转移概率的分析结果；
2.未来三个年度建设用地格局的预测结果；
3.CA-Markov模型在建设用地模拟预测中的应用案例。
本研究的意义在于：
1.提供随县厉山镇建设用地变化特征和趋势的科学依据，为城市规划和土地管理提供参考；
2.探索CA-Markov模型在建设用地模拟预测中的应用，为其他城市建设用地模拟预测研究提供参考。