山地城市空間擴(kuò)展的特征及模擬研究——以重慶市主城區(qū)為例.pdf

1、我國是一個(gè)典型的山地國家，山地城市占全國城鎮(zhèn)總數(shù)的一半有余。隨著全國城市快速擴(kuò)展，山地城市規(guī)模也處于迅速擴(kuò)展階段。作為人均土地資源稀缺的國家，必須科學(xué)合理配置城市土地，控制城市規(guī)模，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。城市用地?cái)U(kuò)展具有開放性、非線性、不確定性和動(dòng)態(tài)性特征，傳統(tǒng)方法難以真實(shí)準(zhǔn)確的描述城市用地?cái)?shù)量和空間上的變化。以多智能體(ABM)模型表述城市擴(kuò)展過程中決策者的主觀意愿，結(jié)合元胞自動(dòng)機(jī)“自下而上”的動(dòng)態(tài)演化能力，更真實(shí)的模擬城市用地的時(shí)空

2、演化過程，為城市規(guī)劃工作提供參考。
　　重慶市作為典型山地城市及西部唯一直轄市，改革開放以來經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng)，作為西部經(jīng)濟(jì)核心區(qū)，城市擴(kuò)展資源豐富。本文以山地城市的空間擴(kuò)展特征和模擬研究為題，以期探求山地城市擴(kuò)展演變過程，進(jìn)行多智能體模擬。據(jù)此對(duì)城市擴(kuò)展的國內(nèi)外研究作了簡要概括，提出本文技術(shù)路線。城市擴(kuò)展度量方式繁多，結(jié)合研究區(qū)特殊地形地貌，對(duì)城市擴(kuò)展程度、形態(tài)做出概括，結(jié)合驅(qū)動(dòng)力定性分析得出城市擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)因素，構(gòu)成ABM模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，

3、將模擬結(jié)果對(duì)照現(xiàn)狀地物，歸納多智能體模型在山地城市的效用。
　　本文首先闡述城市擴(kuò)展度量方法，元胞自動(dòng)機(jī)和多智能體模型在城市擴(kuò)展中的研究進(jìn)展，選取土地利用轉(zhuǎn)換、城市擴(kuò)展速度、人口城鎮(zhèn)彈性系數(shù)、水體及交通緩沖區(qū)、景觀指數(shù)指標(biāo)計(jì)算研究區(qū)1988、2001、2010年的城市擴(kuò)展特征;綜合考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、自然和政策因素對(duì)城市擴(kuò)展的影響歸納重慶市擴(kuò)展的宏觀驅(qū)動(dòng)力;為架構(gòu)ABM模型，對(duì)研究區(qū)矢量進(jìn)行采樣，歸納微觀驅(qū)動(dòng)力構(gòu)成ABM模型參數(shù);以2

4、001年為基期，建立城市擴(kuò)展模型，將模擬結(jié)果比對(duì)2010年土地利用現(xiàn)狀圖，分析模擬結(jié)果。
　　研究表明:(1)2001-2010年研究區(qū)城市擴(kuò)展程度遠(yuǎn)超過1988-2001年間，且表現(xiàn)在對(duì)農(nóng)田濕地的侵占;研究區(qū)經(jīng)歷了從沿河谷發(fā)展到沿交通沿線聚集的過程。(2)1988年組團(tuán)概念模糊，2001年初見雛形，2010年各組團(tuán)齊發(fā)展，各主城質(zhì)心皆以核心組團(tuán)為中心，彰顯山地城市的“多中心組團(tuán)式”擴(kuò)展格局。(3)山地城市擴(kuò)展的建模需要首要考慮自

5、然因素的制約，定義約束層，既避開陡坡又保持山水格局;本次ABM模型總體擬合精度為88.72％，Kappa系數(shù)為0.77，模擬結(jié)果與2010年土地利用變化趨勢(shì)基本符合。
　　本次研究構(gòu)建的ABM模型無法量化特定時(shí)期某區(qū)域的宏觀政策，如重慶市“組團(tuán)式”開發(fā)模式、“兩江新區(qū)”的規(guī)劃無法量化到多智能體層中，導(dǎo)致模擬結(jié)果與實(shí)際存在偏差。今后將在ABM模型的閾值和權(quán)重分配上選取更合理的數(shù)值，采用精度更高的亞米級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)一步探索ABM模型，優(yōu)化代