Page 180 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第10期

第 50 卷第 10 期 涂 伟等：耦合大数据与空间综合模拟的广深港第二高铁选线方法 2115

图 3 现有站点和潜在站点范围与 GDP 分布及人口分布的叠加分析结果
Fig. 3 Results of Overlay Analysis of the Range of Existing Stations and Potential Stations with GDP Distribution and
Population Distribution

表 2 高铁线路的禁止性条件和约束性条件及其指标
Table 2 Prohibition and Constraints and Their Indications for High-Speed Railway Route
类别 条件 数据 指标分析方法
地质脆弱区域 1 000 m 内禁止建设 地质构造 利用滑坡崩塌、泥石流地质脆弱区域进行邻域分析
禁止性条件 水源保护区 200 m 禁止建设 水源 利用水源保护区进行邻域分析
国家级生态保护区内 200 m 禁止建设 生态保护区 利用国家级生态保护区进行邻域分析
远离现有建筑 现有建筑 计算线路侵占现有建筑的总面积
远离耕地 耕地 计算线路侵占耕地的总面积
比较性条件 远离生态保护区 生态保护区 计算线路侵占生态保护区的总面积
优先经过低高程区域 高程 计算线路高程总和
优先经过低坡度区域 坡度 计算线路坡度总和

越小越好。基于上述条件，选择合适的线路建设 响 ［32-34］ 。考虑元胞状态转换的邻域效应，利用邻
单元，生成高质量的高铁线路候选方案。 域作用函数表示周边空间单元的影响；利用随机
2.3 空间综合模拟情景预测 函数表示状态转换的随机性因素；计算总体转换
高铁作为重要交通基础设施，将显著提高周 概率后，通过优先分配最高概率原则确定元胞转
边地区的通达性，减少出行时间和成本，促进土 换的类别；依据国土、人口与经济的总体规模控
地 开 发 ，带 动 区 域 的 国 土 、人 口 和 经 济 发 展 ［24］ 。 制元胞模拟迭代过程。
本文拓展元胞自动机模型，构建国土-人口-经济- 空间综合模拟模型考虑国土、人口与经济的
交通空间综合模拟模型，模拟预测高铁线路对城 相 互 作 用 ，拓 展 元 胞 自 动 机 模 型 进 行 综 合 模
市群国土、经济、人口发展的作用。 拟 ［32］ 。其核心思想是不断将国土、人口、经济模
空间综合模拟模型利用元胞自动机模拟不 拟结果作为新元胞自动机的驱动因子，通过更新

同 情 景 下 的 城 市 群 的 国 土 、人 口 和 经 济 发 展 状 元胞转换概率表示国土变化对人口和经济增长、
态 ［27-31］ 。元胞转移概率估算是空间模拟的核心。 人口变化对国土和经济空间发展、经济变化对国
本文将交通设施建模为主要驱动因子，以生态、 土和人口发展的复杂影响过程。主要包括两步：
自然、区位等因素作为辅助驱动因子，提取特征 （1）初始模拟。将国土、经济和人口等要素各自
向量，利用随机森林模型计算初始转换概率。元 独立进行模拟，得到的模拟结果后重新放入到综
胞状态转换受周边邻域、随机性和限制因素的影 合模拟模型的输入端，替换初始要素；（2）迭代综