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[期刊] 现代城市研究
[作者]
马世发 高峰 念沛豪
城市快速增长是我国当前城市化过程的典型特征,而利用地理模拟工具预测未来城市空间形态有助于城市规划政策制定。元胞自动机(CA)是一种模拟城市扩张的有效建模工具,但由于城市是一个自然人文复合系统,仅根据地理学第一定律构建的CA模型模拟精度存在时空衰减效应。研究以广州市2000-2010年的城市扩张为案例,通过对经典CA模拟结果时间和空间两个维度的精度分析,探讨了经典CA模型模拟精度的时空衰减规律。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
周淑丽 陶海燕 卓莉
运用自下而上的多智能体建模方法构建城市扩张模型,研究城市扩张的基本特征和规律,对新型城镇化建设具有重要的理论和现实意义。但传统的多智能体模拟大多是基于栅格数据构建,不同的格网大小、邻域形状及邻域大小将产生不同的模拟结果。为克服传统栅格数据受模拟尺度的影响,采用城市土地利用现状图,构建矢量多智能体城市扩张动态模型。智能体依据"宜居性"评价指标,并遵从个人偏好,选择合适区位,模拟城市扩张的时空动态过程。将模型应用于广州市番禺区,模拟了其2003-2008年城市扩张情况。最后将模拟结果与实际土地利用现状图进行对比,结果表明,地块的转化精度为63.09%,非转化精度为90.74%,总精度为85.83%,具有较好的模拟精度,可以为新型城镇化建设提供有效的决策支持。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
陈宝芬 张耀民 江东
以中国海西地区重要门户福州市为研究区,结合其地理位置多层次约束性条件,以地理加权回归模型作为元胞自动机(CA)层的转换规则,同时以2000-2015年多期Landsat TM/ETM+影像的城市用地情况为参照,借助GIS空间分析技术,对CA和多智能体(ABM)相耦合的城市用地扩张模型进行改进。然后利用传统的和改进后的CAABM模型,多角度、多层次地模拟福州市2000年、2005年、2010年、2015年城市用地扩张在微观格局上的变化。结果表明,传统的和改进后的CA-ABM模型的整体精度均在80%以上,模拟结果具有较强的可信度;改进的CAABM模型模拟的点对点总体精度和Kappa系数均高于传统的CA-ABM模型,而且模拟结果更加接近实际的城市用地扩张分布情况。结论可为平衡城市化进程和合理规划城市用地提供重要的理论技术支撑。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
陈宝芬 张耀民 江东
以中国海西地区重要门户福州市为研究区,结合其地理位置多层次约束性条件,以地理加权回归模型作为元胞自动机(CA)层的转换规则,同时以2000-2015年多期Landsat TM/ETM+影像的城市用地情况为参照,借助GIS空间分析技术,对CA和多智能体(ABM)相耦合的城市用地扩张模型进行改进。然后利用传统的和改进后的CAABM模型,多角度、多层次地模拟福州市2000年、2005年、2010年、2015年城市用地扩张在微观格局上的变化。结果表明,传统的和改进后的CA-ABM模型的整体精度均在80%以上,模拟
[期刊] 地理科学进展
[作者]
单玉红 朱欣焰
借助GIS技术,本文构建了包含微观智能主体和环境主体的城市居住空间演化的多主体模型,旨在探讨城市居住空间增长的过程中市场机制和计划机制之间的相互作用和消长规律。模型分析总结了城市居住空间增长过程中城市居民、住宅开发商和城市政府的目标函数,认为城市空间扩张形态和土地集约利用水平主要取决于土地市场发育状态的不同阶段及城市政府的土地利用决策。通过调整城市政府主体的土地利用和环境政策设定了城市居住空间扩张的紧凑型、松散型和适度型3种情景类型,以ArcGIS和VC为运行环境实现情景模型,为城市政府的土地利用规划政策提供事前指导。以武汉市的洪山和武昌两区为实验区,分别模拟了基于3种规定情景下1998-2008年期间的居住空间演化情况,并与实验区居住空间的实际演化情况进行了形态、土地利用结构变化和土地利用社会效用的概略对比分析,结论为实验区1998-2008年的居住空间扩张基本属于适度型,但尚需要加强城市的内城市化。
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
何力 刘耀林
随着区域城市化和城市区域化的不断发展,城市群扩张已成为中国城市化进程研究中备受关注的课题,城市群的扩张模拟也成为一个热点研究问题.在传统的城市扩张模拟中,CA(cellular automaton,元胞自动机)模型以其独特的规则简单,可扩展性强等优点,在城市扩张模拟方法中逐渐占据主导地位,但目前CA模型主要应用于对单一城市的扩张模拟,对大范围区域内城市群的综合扩张模拟精度不高.该文引入了城市流模型对传统CA模型加以改进,将空间相互作用力量化并嵌入CA模型的转换规则中,并以武汉城市圈为例,应用改进模型模拟了
关键词：
城市流 CA模型 城市群 城市扩张
[期刊] 资源科学
[作者]
郭瑞敏 千怀遂 李明霞 梁圆
本文基于广州市1987年-2010年的建成区面积和第二、三产业GDP的统计数据,应用协整分析、库兹涅茨曲线和"脱钩"理论对建成区面积扩张和经济发展之间的关系进行实证研究。结果表明两者之间存在长期协整关系,并得到两者之间的协整方程,通过Granger因果检验,发现两者之间不存在Granger因果关系。通过误差修正模型发现修正系数为负,符合误差修正机制。通过对建成区面积和第二、三产业GDP之关系的库兹涅茨曲线研究,结果表明两者的坐标曲线呈倒"U"型。进一步对建成区面积扩张和第二、三产业GDP进行总量脱钩研究,探究不同发展阶段城市扩张和经济发展的关系。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
丛佃敏 赵书河 于涛 陈诚 王小标
传统的城市增长边界划定方法,一般仅考虑生态安全格局,并未考虑在现有客观条件下的城市扩张趋势,划定结果具有一定的主观性;或仅对城市的扩张进行模拟,忽略了城市的生态安全问题。针对上述问题,论文通过耦合城市综合生态安全格局与基于CA_Markov模型的城市扩张模拟结果,提出了一种新的城市增长边界划定方法:首先,合理选取因子构建研究区的综合生态安全格局,利用禁建区对综合生态安全格局的结果进行修正,获得研究区的刚性增长边界;其次,合理选取城市扩张驱动因子,通过CA_Markov模型预测城市扩张边界;最后,综合考虑刚
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
王翠翠 蒋卫国 冯刚 刘湘南
城市发展是影响生态系统物质循环和能量流动的主要因素之一,研究其对植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)的影响,对于区域土地利用的合理规划具有重要意义。本文基于2000-2010年武汉城市圈土地利用数据和NPP数据,分析研究武汉城市圈建设用地扩张及其对NPP的影响。结果表明:1)2000-2010年武汉城市圈建设用地面积持续增加,研究期间建设用地面积增加了57.88%(即1 459.44 km2);2)区域平均NPP由919.55g C/(m2·a)下降为702.95 g C/(m2·a),NPP总量由2 317.66 Gg C/a增加到2 797.91 G...
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
米媛 姜博 陈颜 崔顺利
为准确获取城市扩张信息,预测城市扩张趋势以指导城市规划,优化城市空间结构,以鄂尔多斯市为研究区,通过解译2000、2005、2010和2015年遥感影像,获取研究区土地利用分类信息,进而采用面积数量、扩张强度指数分析城镇用地历史变化特征及扩张模式,在此基础上利用SLEUTH模型开展城市空间扩张的长时间序列模拟预测。结果表明:研究时段内城镇用地持续增长,其扩张态势大致经历了"平稳-快速急剧-低速"的发展阶段,在平稳阶段,扩张强度适中,城市呈现出显著的外延式扩张模式;在快速急剧阶段,扩张强度最大,城市在南北方向上呈星状蔓延式扩张模式,并出现了新的增长中心;低速发展阶段,扩张强度最小,以外延-内部填充式的模式进行扩张;模型预测结果发现2020—2030年城市扩张态势将呈现出各功能片区平稳对接、条带状发展的空间格局,以内部填充为主。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
肖琳 田光进 乔治
与传统的在景观尺度上对城市扩张占用耕地时空特征及其演变规律的研究不同,论文从微观层面提出基于Agent的城市扩张占用耕地动态模型(Urban Encroachment on Cropland Dynamic Model,UECDM),多角度深入探索耕地向城市用地转变的驱动机理及其时空动态特征,并提出协调二者平衡的可持续发展对策。在UECDM模型中引入视域分析,通过模拟地形和观察点将视觉景观的量化评价结果应用到居民居住区位决策过程,从而分别构建包含可视域的能够更全面表征环境要素及其内部关系的元胞自动机层和不同类型Agent相互作用的多智能体层,兼顾人类决策行为和城市空间生长自组织性。应用该模型对...
[期刊] 现代城市研究
[作者]
王文静 段忠诚 韩宝龙
城市扩张与生态保护矛盾突出,在规划层面统筹考虑城市生态系统服务功能的优化,成为解决该矛盾的关键。本研究构建了基于生态系统服务功能的阻力面模型,并在徐州市2020年建设用地扩张模拟中,将其与传统的CA-Markov土地扩张预测模型比较。发现在面向生态系统服务的阻力面模型中,其建设用地扩张侵占较少的生态用地,且建设用地的破碎化程度低,连接度高,建设用地呈现内嵌式和连片式扩展,阻力面模型可以获得更好的生态系统服务功能保持效果。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
李沁 沈明 高永年 张志飞
为合理利用多智能体算法解决城市扩张动态模拟问题,基于地理学理论和社会学规律对粒子群算法进行有针对性的改进,提出分段式粒子群算法(SPSO),并结合元胞自动机模拟复杂时空过程的能力,构建出适用于城市扩张模拟的地理元胞自动机SPSO-CA。在SPSO-CA中我们利用多时像的土地利用数据、交通路网数据和地形数据,挖掘出1995~2000年南京城市扩张的土地转换规则。再由此规则实现1995~2008年的南京市城市扩张过程的动态模拟。最后对比SPSO-CA、PSOCA及NULL模型结果得:SPSO-CA总精度86.3%,Kappa系数为0.792,Moran’s I为0.078,PSO-CA总精度83.6%,Kappa系数为0.755,Moran’s I为0.054,NULL模型总精度81.9%,Kappa系数为0.741,真实的Moran’s I为0.072。这表明无论是总精度还是空间一致性,SPSO-CA都优于PSO-CA和NULL模型,即用SPSO-CA模拟城市扩张是可行的。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
丛佃敏 赵书河 陈诚 于涛 王小标
传统的城市增长边界划定方法,一般仅考虑生态安全格局,并未考虑在现有客观条件下的城市扩张趋势,划定结果具有一定的主观性;或仅对城市的扩张进行模拟,忽略了城市的生态安全问题。针对上述问题,本文通过耦合城市综合生态安全格局与基于CA_Markov模型的城市扩张模拟结果,提出了一种新的城市增长边界划定方法:一方面,合理选取因子构建研究区的综合生态安全格局,利用禁建区对综合生态安全格局的结果进行修正,获得研究区的刚性增长边界;另一方面,合理选取城市扩张驱动因子,通过CA_Markov模型预测城市扩张边界;最后,综合
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
彭宏杰 花磊 张雪松 李建豪 袁绪英 吴宜进 田云聪
开展城市扩张模拟研究为优化国土空间规划、践行绿色发展理念具有重要作用。以生态敏感性为基础,在RS与GIS技术的支持下,从水土流失、生境、地质灾害和水资源4个方面进行敏感性分析,并对研究区开展生态综合敏感性研究,同时基于CA-Markov模型和武汉市3期土地利用数据对该区域2025年城镇用地进行模拟预测。研究成果:武汉市生态综合敏感性中,高度敏感和极度敏感区域面积占到研究区的32.52%。基于CA-Markov模型预测出2025年武汉市城镇用地面积将达到1 845.00km~2;在尊重自然的前提下,通过与生态敏感性极敏感区域叠加,最终将武汉市建设用地面积调整为1 784.16km~2,并划分出武汉市未来城镇建设用地的边界。从绿色发展的角度出发,引导城市合理有序的扩张,保障社会经济和生态文明的和谐稳定发展。
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