基于元胞自動(dòng)機(jī)的城市空間形態(tài)模擬與優(yōu)化研究——以長(zhǎng)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(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，中國(guó)城市進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)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(guò)程具有高度的復(fù)雜性，元胞自動(dòng)機(jī)作為一種時(shí)間和空間上都離散的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，充分體現(xiàn)了“簡(jiǎn)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(shí)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(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了基于元胞自動(dòng)機(jī)(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(dòng)機(jī)在城市應(yīng)用與擴(kuò)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(tái)，采用空間分析為主要研究手段，對(duì)長(zhǎng)沙都市區(qū)空間形態(tài)進(jìn)行實(shí)證研究，分析其空間形態(tài)演化的軌跡及機(jī)制；隨后，從城市規(guī)劃角度，擴(kuò)展了標(biāo)準(zhǔn)CA模型，通過(guò)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(lái)挖掘元

3、胞轉(zhuǎn)換規(guī)則，構(gòu)建基于元胞自動(dòng)機(jī)的城市空間形態(tài)增長(zhǎng)模型，對(duì)長(zhǎng)沙市城市空間形態(tài)進(jìn)行實(shí)證模擬并預(yù)測(cè)其未來(lái)城市發(fā)展形態(tài)；最后，在增長(zhǎng)模型的基礎(chǔ)上，增加發(fā)展密度和城市形態(tài)因子，進(jìn)一步構(gòu)建城市空間形態(tài)優(yōu)化模塊，通過(guò)設(shè)定不同情形下的城市發(fā)展方案，通過(guò)比較分析，從而尋找出未來(lái)長(zhǎng)沙市相對(duì)合理的城市空間形態(tài)。
　　 研究結(jié)果表明：長(zhǎng)沙市按現(xiàn)有城市發(fā)展趨勢(shì)，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(hù)，宜采用優(yōu)化模塊中“多中心高