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第一章 绪论 1

1.1 景观的空间信息研究 1

1.1.1 空间信息特征与处理 1

1.1.2 景观格局与过程研究 2

1.1.3 景观动态与空间模拟 2

1.1.4 景观分类与评价 3

1.1.5 空间信息分析方法 3

1.2 空间复杂系统的研究 4

1.2.1 系统科学的研究 4

1.2.2 复杂系统和复杂性科学 6

1.2.3 复杂系统理论分析 7

1.2.4 空间系统的复杂性分析 8

1.3 元胞自动机 10

1.3.1 元胞自动机的概念 10

1.3.2 元胞自动机的特征 11

1.3.3 元胞自动机的分类 13

1.3.4 典型元胞自动机模型 14

1.3.5 元胞自动机模型应用 18

第二章 地理元胞自动机（GeoCA）概念模型 19

2.1 CA模型在地学中的研究概述 19

2.1.1 CA模型的应用进展 19

2.1.2 CA模型的应用可行性 20

2.2 地理元胞自动机（GeoCA）模型 21

2.2.1 扩展的CA模型：GeoCA 22

2.2.2 GeoCA与GIS的集成 22

2.3 交通流模型（GeoCA-Traffic） 23

2.3.1 一维基本模型 23

2.3.2 一维扩展模型 23

2.3.3 二维交通模型 24

2.4 林火模型（GeoCA-Fire） 25

2.4.1 GeoCA-Fire的基本模型 25

2.4.2 GeoCA-Fire的扩展模型 26

2.5 城市动态演化模型（GeoCA-Urban） 27

2.5.1 城市化及城市模型 28

2.5.2 模型的动力学机制 28

2.5.3 模型的结构复杂性 28

2.5.4 模型的特征分析 29

2.5.5 GeoCA-Urban模型应用 30

第三章 城市化与城市景观格局变化 35

3.1 城市化与结构变化 35

3.1.1 城市化与产业结构变化 36

3.1.2 城市化与土地利用结构变化 36

3.1.3 城市化与城市空间结构变化 37

3.2 城市化与土地利用演化 37

3.2.1 城市化与再城市化 37

3.2.2 城市土地利用变化 37

3.3 城市景观格局时空变化 38

3.3.1 景观格局变化特征分析 38

3.3.2 空间特征样带分析 42

3.3.3 缓冲带梯度分析 44

3.3.4 景观结构时空变化的区域差异 44

3.3.5 区域样带空间自相关指数时空变化的方向特性 47

第四章 城市化与城市森林动态 50

4.1 城市森林空间格局动态变化 50

4.1.1 景观格局的变化趋势 50

4.1.2 驱动机制的分析 53

4.2 城市森林小群落的空间动态 55

4.2.1 森林小群落特征分析 56

4.2.2 群落多样性分析 61

4.3 城市森林meta种群结构特征 64

4.3.1 黄牛木meta种群落结构特征与多样性 64

4.3.2 黄牛木meta种群地位和作用 66

4.3.3 黄牛木meta种群形成机制 69

第五章 城市增长的动态模拟与预测 70

5.1 虚拟城市的探索 70

5.1.1 虚拟城市的概念 70

5.1.2 虚拟城市的模拟 70

5.2 城市增长动态模拟的探索 76

5.2.1 动态模拟的方法 77

5.2.2 数据准备与模型构建 77

5.2.3 模型模拟 81

5.2.4 结果分析 82

第六章 结论 84

参考文献 86