【netlogo教學】第9章：細胞自動機模擬都市土地使用變化

鍾肯尼

3 年前

一、土地使用變遷規則設定

這邊參考細胞自動機（CA）的規則，土地會受周圍的土地使用狀態，導致土地使用變遷。在第7章有關於使用netlogo實作細胞自動機的說明。簡述一下這個範例的規則：

海拔超過1500公尺則不能開發，住宅或商業都不會出現。

對所有海拔低於1500公尺的網格：如果周圍的商業數量或住宅數量適當，則會轉為商業或住宅，反之，也可能會轉為空地。

二、netlogo完整程式碼

patches-own [ ele landuse sumres sumcom ]
 to setup
   ca
   ask patches
   [ set ele random max-ele ]
   ask patches with [ele > 1500 ]
   [set landuse 3
     set pcolor brown ]
   ask patches with [ele <= 1500 ]   [     ifelse random 100.0 < initial     [resident]     [vacancy]   ] end to go   ask patches with [ ele <= 1500 ]   [     set sumres count neighbors with [ landuse = 1 ]     set sumcom count neighbors with [ landuse = 2 ]   ]   ask patches with [ ele <= 1500 ]   [     ifelse sumcom > 4
     [vacancy]
     [
       ifelse (landuse = 0 ) and ((sumres >= 2 ) and  ( sumres <= 5 ))         [resident]         [          if ( landuse = 1 ) and ( sumres >= threshold )
            [ commercial ]
         ]
     ]
   ]
 end
 to commercial
   set landuse 2
   set pcolor red
 end
 to resident
   set landuse 1
   set pcolor yellow
 end
 to vacancy
   set landuse 0
   set pcolor green
 end

三、netlogo程式碼分段說明

（一）patches-own網格變數說明

ele：海拔高度，最大值為介面的max-ele滑桿減 1。

sumres：周圍鄰居是住宅的數量

sumcom：周圍鄰居是商業的數量

landuse：該網格的土地使用類型，分為以下幾種：

landuse = 3：海拔超過1500公尺，不可開發地區。以咖啡色呈現。
landuse = 2：住宅區。以黃色呈現。
landuse = 1：商業區。以紅色呈現。
landuse = 0：空地，以綠色呈現。

patches-own [ ele landuse sumres sumcom ]

（二）setup初始化

先用ca清空所有設定
隨機指定每個網格的海拔高度（ele），最大值為介面的max-ele滑桿減 1
設定海拔高度（ele）大於1500的網格為不可開發地區，landuse = 3。以咖啡色呈現。
若隨機亂數的值小於initial，便設定網格為住宅區，landuse = 1。以黃色呈現。否則設定為空地，landuse = 0，以綠色呈現。

ca
   ask patches
   [ set ele random max-ele ]
   ask patches with [ele > 1500 ]
   [set landuse 3
     set pcolor brown ]
   ask patches with [ele <= 1500 ]
   [
     ifelse random 100.0 < initial 
    [ resident ]
    [ vacancy ]
   ]
 end

設定為住宅區

to resident
   set landuse 1
   set pcolor yellow
 end

設定為空地

to vacancy
   set landuse 0
   set pcolor green
 end

（三）go主程式

對所有海拔低於1500公尺的網格：如果周圍網格商業數量超過4個，則會因為太過擁擠而變為空地。
如果目前狀態為空地：若周圍網格的住宅數量介於2到5之間，則會因為有發展而轉為住宅區。
如果目前狀態為住宅：若周圍網格的商業數量大於門檻值，則會因為有發展而轉為商業區。門檻值為介面上的threshold滑桿

to go
   ask patches with [ ele <= 1500 ]   [  set sumres count neighbors with [ landuse = 1 ]     set sumcom count neighbors with [ landuse = 2 ]   ]   ask patches with [ ele <= 1500 ]   [     ifelse sumcom > 4
     [vacancy]
     [
       ifelse (landuse = 0 ) and ((sumres >= 2 ) and  ( sumres <= 5 ))         [resident]         [          if ( landuse = 1 ) and ( sumres >= threshold )
            [ commercial ]
         ]
     ]
   ]
 end