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区域尺度的clue-s模型模拟


区域尺度的 clue-s 模型模拟
任务:区域尺度三个区的 clue-s 模型模拟采用以前数据精度与市域做对比传统 logistic 回归

1 华容区
1.1logistic 回归
参考 logistic 回归操作。

1.2 底图及因子准备 1.2.1 底图准备:
底图主要为模拟底图,即模拟区域。

将底图以及各因子转化为栅格图。在 arcgis 中进行操作。

1.2.1.1 将矢量图转化栅格图
Conversion tools——to raster——polygon to raster(右键 batch) (注意 pd 因子的选择) 参数设置为: (下图为单独处理设置)

其中,Input features 选择你所做的区的矢量文件。

Value field 选择你要栅格化的因子。 Output raster dataset 栅格文件存放的位置保存为 tif 格式即可。 Cell assigement type 选择 maxinum_area 即最大面积作为栅格的属性。 (所有因子都要保持一致) Priority field 选择 none Cellsize 选择 100.即栅格的大小为 100*100.(所有因子都要保持一致) 为了防止出错以及方便快捷采用批处理进行栅格化操作。基本设置和上面一致。 所有因子以及底图。其中 pd 以逻辑回归的结果确定有几个参与回归。

转化成栅格图之后, 检查一下各因子是否和底图保持一样的形状和大小。 具体方法看边 角以及中间缺少的部分是否完全重合。

1.2.1.2 cov_all 文件准备
栅格图象进行重分类处理。 打开 base1(底图)属性表,可以发现 LYFSDM 和 Value 值不对应。需要进行保持一致。 同时记下不同地类栅格的数量(count) 。

3D analyst tools——raster reclassly——reclassify

只需改 reclassification。方法为 LYFSDM 减去 1 作为新的值。依次填到 new values 下面。 保存为 tif 格式。即可。 重分类之后的结果。

1.2.1.3 底图文件准备
底图需要所有的模拟栅格值都为 0.同样使用 reclassify 工具。

结果如下:

1.2.1.4 2009 年现状图准备。
用上面制作的底图 base 来裁剪 2009 年的现状图。得到华容区的 09 年现状图。得到各 地的 2009 年的数量。 首先将 09 年转化为栅格(polygon to raster) 。

然后进行重分类(reclassify) 。

最后进行裁剪。Spatial analyst tools——extraction——extract by mask

裁剪结果:

记录下 2009 年各地类的数值。后面需要用。

1.2.1.5 因子文件准备。
将因子以及底图 base、cov_all 由栅格图转化为 ascii 编码文件(txt) 。 Conversion tools—— from raster——raster to ascii(右键 batch)

(最后一行 23 不要空不然会报错) 结果如下图

1.3clue-s 模拟 1.3.1 alloc1.reg 文件准备
alloc1.reg 文件主要存放 logistic 回归结果。

1.3.1.1 文件结构:
第一行为地类编码。例如耕地为 0.林地为 1,建设用地、水体、养殖水面、其他用地依 次为 2,3,4,5,6. 第二行一个 tab 距离。为回归方程的常量值。 第三行顶格。为该方程中的变量的个数。 第四行及以后。为该方程中各变量的系数。并在系数后面标注变量的编号。中间空格隔 开。下一个变量另起一行。 因子编号 因子 pd1 pd2 gc swmd dxzs _dis_citis _dis_towns _dis_roads _XZRK _DJGNYCZ 地类 0 实例:

编号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0
0.984

8
-0.434 -0.360 -0.608 -1.839 -2.026 0.863 0.654 0.314

0 1 3 4 6 7 8 9

所有地类的结果: 0
0.984

8
-0.434 -0.360 -0.608 -1.839 -2.026 0.863

0 1 3 4 6 7

0.654 0.314

8 9

1
-2.642

4
-0.863 -0.560 5.049 -1.518

0 1 2 8

2
-1.396

4
-0.423 -0.199 -0.676 -0.244

0 1 6 9

3
-1.365

8
-1.311 -0.936 1.837 -35.603 -1.720 9.201 -2.323 -1.248

0 1 3 2 4 6 7 8

4
-2.438

4
1.291 1.004 1.626 -0.495

0 1 4 8

5
-2.482

8
-0.430 -0.223 0.820

0 1 4

6.611 -2.120 -1.203 -0.428 -0.468

6 5 7 8 9

1.3.1.2 创建文件
新建一个 txt 文档。命名为 alloc1.reg 将上面的表格复制粘贴进去。保存即可。如图:

将文件拷贝到 clue-s 软件的安装目录下即可。

1.3.2 allow.txt 文件准备
allow.txt 文件比较简单。 主要用来限定不同地类之间的是否能相互转换。 用转换矩阵来 表示。 我们假定所有的地类之间都可以相互转换。转换矩阵为:

地类 0 1 2 3 4 5

0 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

2 1 1 1 1 1 1

3 1 1 1 1 1 1

4 1 1 1 1 1 1

5 1 1 1 1 1 1

所以,allow.txt 文件设置为:

同样,将文件拷贝到 clue-s 软件的安装目录下即可。

1.3.3 demand.in1 文件准备
Demand.in1 存放各地类不同年份的需求,即数量。其中 2004 年和 2009 年已知。中间 年份的需求,通过线性内插得到。 首先,得到 2004 年和 2009 年的各地类的数量, (上面步骤中可以获得) 。对 2009 年进 行平差处理,使得 2009 年的总数量与 2004 年一致。平差方法采用比例平差。然后进行四 舍五入,得到整数个栅格。

地类 0 1 2 3 4 5

2004 25200 529 5212 6667 6596 1957 46161

2009 22018 982 7759 5039 9029 1271 46098

2009 22048.09 983.3421 7769.604 5045.887 9041.34 1272.737 46161

2009 22048.09 983.3421 7769.604 5045.887 9041.34 1272.737 46161

2009 22048 983 7770 5046 9041 1273 46161

然后线性内插出其他年份的各地类的需求。同样四舍五入成整数个。

地类 0 1 2 3 4 5 all 地类 0 1 2 3 4 5 all

2004 25200 529 5212 6667 6596 1957 46161 2004 25200 529 5212 6667 6596 1957 46161

2005 24569.6 619.8 5723.6 6342.8 7085 1820.2 46161 2005 24570 620 5723 6343 7085 1820 46161

2006 23939.2 710.6 6235.2 6018.6 7574 1683.4 46161 2006 23939 711 6235 6019 7574 1683 46161

2007 23308.8 801.4 6746.8 5694.4 8063 1546.6 46161 2007 23309 801 6747 5694 8063 1547 46161

2008 22678.4 892.2 7258.4 5370.2 8552 1409.8 46161 2008 22678 892 7259 5370 8552 1410 46161

2009 22048 983 7770 5046 9041 1273 46161 2009 22048 983 7770 5046 9041 1273 46161

最后新建一个 txt 文档。命名为 demand.in1.

第一行为年份: 设置为 6.后面几行为上面的表格数据。 需要转置后, 直接复制过去即可。

同样,将文件拷贝到 clue-s 软件的安装目录下即可。

1.3.4 因子文件 asc 准备
将上面的因子 txt 文件重命名为模型适用的文件。 (记得备份) 具体命名如下表:

命名 因子 sc1gr0.fil.asc pd1 sc1gr1.fil.asc pd2 sc1gr2.fil.asc gc sc1gr3.fil.asc swmd sc1gr4.fil.asc dxzs sc1gr5.fil.asc _dis_citis sc1gr6.fil.asc _dis_towns sc1gr7.fil.asc _dis_roads sc1gr8.fil.asc 2004rk sc1gr8.1.asc 2005rk sc1gr8.2.asc 2006rk sc1gr8.3.asc 2007rk sc1gr8.4.asc 2008rk sc1gr8.5.asc 2009rk sc1gr9.fil.asc 2004DJGNYCZ sc1gr9.1.asc 2005DJGNYCZ sc1gr9.2.asc 2006DJGNYCZ sc1gr9.3.asc 2007DJGNYCZ sc1gr9.4.asc 2008DJGNYCZ sc1gr9.5.asc 2009DJGNYCZ regionbase.asc regionbase.txt cov_all.0.asc cov_all.txt 命名可以稍有不同,但是编号必须要从 0 开始。 将重命名后的文件复制到安装目录。

1.3.5 main 文件准备
打开 main.1 的文件,按照下面进行设置参数。

地类个数 6 区域个数 1 最大因子个数 8(回归方程中最大因子数,从 alloc 文件可以得到) 总因子个数 10 列数 303 行数 259 单个栅格面积(公顷) 1 X 坐标 38555428.5 Y 坐标 3358891.71 土地利用类型序号 0 1 2 3 4 5 转换弹性系数 0.6 0.8 1 1 0.6 0.4 迭代变量系数 0 0.3 1 模拟的起始年份 2004 2009 动态变化驱动因子数字和编 2 8 9 码 输出文件选择 3 特定区域回归选择 0 土地利用初试值 1 5 邻域选择计算 0 区域特定优先值 0 可选迭代变量参数 0.05 黄色部分可以根据实际情况进行调整。 行数列数 X 坐标 Y 坐标在因子文件中可以找到。

转换弹性系数。为各地类的稳定系数。地类越稳定,值越大,必须小于等于 1.通过 修改这个系数,可以得到不同的模拟结果。 迭代变量系数。一般设置为 00.31 也可以设置为 0 0.35 18. 其他设置成上面的值即可。

保存一下。完成了所有文件的准备。

1.3.6 软件操作。
双击打开 clues.exe

单击 regionbase.asc 和 demand.in1.即选择了底图和需求文件。

单击 edit input 菜单下的 main paraments、regression results、change matrix。检查上面 准备的文件是否正确。不对的可以进行编辑,然后保存。

Mode 中选择第一个。

File check 中选择 flie check on 进行文件检查。

设置好了之后,点击 run-dynaclues 键进行运行。

1.4 模拟结果

1.5 结果分析

5、错误汇总:
1、error: regression cannot be calculated due to large value in cell 0,200 for land cover 3 解决方法: 查看因子中是否有未归一化的因子。某个因子文件的值较大。与逻辑回归中使用的不一致。 2、栅格转化的时候,栅格没有值。 解决方法:转化的要素文件是否选择了某个值。


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