土地利用变化多主体模型构建及实证研究

土地利用变化是人与自然耦合的复杂过程。多主体建模方法通过自底向上的方式刻画仿真实体agent的自主性与社会性，在生态系统、经济系统及人类组织等系统的建模、仿真建模与规律认识方面具有明显优势。本书由土地利用变化模拟的研究进展出发，首先介绍多主体模型的发展、应用与原理；然后选取农牧交错区、草原牧区和南方农业种植区三类典型案例区，完整详实地展示从数据采集到模型构建与结果分析的思路与过程；*后对多主体模型的应用与发展趋势进行展望。本书可供从事多主体模型和土地利用变化仿真模拟研究领域的在校学生、科研人员、工程技术人员阅读与参考，也可供开展人地关系研究的高等院校地理科学相关专业人员参考。

第1章土地利用变化模拟研究进展与评述1
1.1土地利用变化研究现状、发展趋势与评述1
1.2土地利用变化主要模型发展与评述2
1.2.1多元回归统计模型2
1.2.2系统动力学模型3
1.2.3马尔可夫链模型4
1.2.4灰色预测模型4
1.2.5元胞自动机模型4
1.2.6CLUE/CLUE-S模型5
1.2.7基于主体建模5
第2章多主体模型的发展与应用7
2.1多主体模型的发展历程7
2.2多主体模拟平台的发展9
2.2.1Swarm9
2.2.2Repast10
2.2.3Ascape10
2.2.4Cormas11
2.2.5NetLogo11
2.2.6Mason11
2.3多主体模型在土地利用变化研究中的应用12
2.3.1国外研究现状、发展趋势与评述12
2.3.2国内研究现状、发展趋势与评述14
2.4典型案例剖析16
2.5基于主体建模的问题与挑战17
2.5.1模型过程校正及结果验证17
2.5.2系统时空尺度问题18
2.5.3系统运行的性能问题18
第3章多主体模型的原理20
3.1模型理论与结构20
3.1.1多主体模型理论20
3.1.2多主体模型结构21
3.2主体、行为与规则22
3.2.1主体概念与类型22
3.2.2主体行为与规则23
3.3环境与变量25
3.3.1环境系统25
3.3.2环境变量定义26
3.3.3常见的环境变量27
3.4程序设计27
3.4.1开发语言选择28
3.4.2程序设计原则28
3.4.3程序实现29
第4章多主体模型对农牧交错区耕地利用模拟的实证研究34
4.1研究背景34
4.2研究区概况与数据采集37
4.2.1研究区概况37
4.2.2数据采集41
4.3农牧户行为特征分析44
4.3.1农户类型划分44
4.3.2不同类型农户结构分析45
4.3.3不同类型农户生计与耕地利用关系分析46
4.3.4耕地流转特征与驱动因素分析48
4.4模型构建与情景模拟53
4.4.1基于ODD+D协议的耕地利用变化模型描述53
4.4.2内蒙古农牧交错区耕地利用多主体建模的实现68
4.5模拟结果分析88
4.5.1模型输出变量简介88
4.5.2输出结果分析89
4.5.3情景对比分析93
4.6本章小结97
第5章多主体模型对草原牧区生计可持续性模拟的实证研究99
5.1研究背景99
5.2研究区概况与数据采集101
5.2.1研究区概况101
5.2.2数据采集101
5.3牧户行为特征分析102
5.3.1牧户家庭结构特征分析102
5.3.2牧户状态转换分析103
5.4模型构建与情景模拟104
5.4.1生态系统服务消耗多主体模型描述105
5.4.2模型模拟情景设定113
5.5模拟结果分析115
5.5.1出栏率115
5.5.2牧户财富积累的变化116
5.5.3生态系统消耗压力变化趋势117
5.5.4牧民生活消耗118
5.5.5牧户生态消耗的个体差异119
5.6本章小结120
第6章多主体模型对南方农业种植区的耕种变化模拟的实证研究124
6.1研究背景124
6.2研究区概况与数据采集125
6.2.1研究区概况125
6.2.2数据采集129
6.3农户行为特征分析130
6.3.1农村劳动力特征分析130
6.3.2农户收入水平及土地流转状况分析131
6.4模型构建与情景模拟131
6.4.1LUC-ASM模型机理131
6.4.2LUC-ASM模型的实现135
6.4.3模拟情景设置137
6.5模拟结果分析137
6.5.1人口变化情景分析137
6.5.2政策变化情景分析139
6.5.3经济环境情景分析140
6.6本章小结141
第7章多主体模型应用及发展趋势142
7.1行为主体规则的完善问题143
7.2应用与精度提升143
7.2.1社会领域144
7.2.2经济领域145
7.2.3RepastHPC146
参考文献148
附录调研问卷161