基于元胞自動機的城市空間形態(tài)模擬與優(yōu)化研究——以長沙市為例.pdf

1、城市空間形態(tài)是從空間的角度研究城市演化的狀態(tài)、形式及其相關(guān)影響因素。自改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，中國城市進入了快速發(fā)展時期，作為城市化發(fā)展的直接結(jié)果，城市空間形態(tài)也發(fā)生著相應(yīng)的劇烈變化。
　　 城市空間形態(tài)演化過程具有高度的復(fù)雜性，元胞自動機作為一種時間和空間上都離散的系統(tǒng)動力學(xué)模型，充分體現(xiàn)了“簡單子系統(tǒng)可相互組合形成復(fù)雜巨系統(tǒng)”的精髓，特別適用于模擬具有復(fù)雜時間和空間特征的地理系統(tǒng)，已逐漸成為研究城市空間形態(tài)的一

2、種重要工具或手段。
　　 本研究在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，詳細分析了基于元胞自動機(CA)的城市空間形態(tài)相關(guān)概念和理論基礎(chǔ)，側(cè)重于從元胞自動機在城市應(yīng)用與擴展的研究角度出發(fā)，基于遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)據(jù)平臺，采用空間分析為主要研究手段，對長沙都市區(qū)空間形態(tài)進行實證研究，分析其空間形態(tài)演化的軌跡及機制；隨后，從城市規(guī)劃角度，擴展了標(biāo)準(zhǔn)CA模型，通過引入全局性發(fā)展概率和單元發(fā)展適宜性，采用基于邏輯回歸方法來挖掘元

3、胞轉(zhuǎn)換規(guī)則，構(gòu)建基于元胞自動機的城市空間形態(tài)增長模型，對長沙市城市空間形態(tài)進行實證模擬并預(yù)測其未來城市發(fā)展形態(tài)；最后，在增長模型的基礎(chǔ)上，增加發(fā)展密度和城市形態(tài)因子，進一步構(gòu)建城市空間形態(tài)優(yōu)化模塊，通過設(shè)定不同情形下的城市發(fā)展方案，通過比較分析，從而尋找出未來長沙市相對合理的城市空間形態(tài)。
　　 研究結(jié)果表明：長沙市按現(xiàn)有城市發(fā)展趨勢，至2030年城市可用建設(shè)用地將趨于緊張，且生態(tài)環(huán)境得不到有效的保護，宜采用優(yōu)化模塊中“多中心高