地块尺度下的城市土地利用变化模拟及多目标布局优化研究

发布时间：2023-11-18 11:07

　　城市化是当今人类社会发生的最为显著的变化,直接影响着全球土地利用和景观格局。在城市化进程中,地域内的自然地表不断转化为人工地表,城市空间不断向外扩张,土地利用结构发生巨大变化。过去的40年间,中国经历了前所未有的城市化进程,成为全球土地利用变化最剧烈的地区之一。快速城市化直接影响着区域生态系统、资源环境利用和地表土地覆盖,并引发了耕地退化、森林锐减、水土流失、温室效应等一系列问题。在此背景下,中国提出新型城镇化发展道路,倡导生态文明建设,以提升城镇发展质量,促进经济社会全面绿色转型。基于此,开展城市土地利用相关研究具有重要现实意义。城市在发展过程中,往往以地块为基本单元发生用地类型的变化,进而发生更加复杂的城市空间结构和功能变化。地块还是城市功能规划和分析的基本单元,土地利用现状普查、土地的实际管理和调控也都是建立在地块单元的基础上。基于此,研究地块尺度下的城市土地利用变化复杂驱动力机制,预测未来土地利用趋势,以及实现多目标土地利用布局优化,对政府部门制定国土空间规划和维持可持续发展具有重要意义。元胞自动机模型是目前应用最为广泛的城市发展模型之一。其中,以地块为基本单元的矢量元胞自动机...

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

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作者简历
摘要
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第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 城市土地利用变化模拟研究
        1.2.2 生态控制下城市发展空间研究
        1.2.3 城市土地利用布局优化研究
    1.3 已有研究的不足
        1.3.1 未顾及地块周边驱动力因素对土地利用变化的影响
        1.3.2 “调出”用地方案未考虑地块未来城市化趋势
        1.3.3 优化目标缺乏对土地集约利用度的考虑
    1.4 研究目标与内容
        1.4.1 科学问题
        1.4.2 研究目标
        1.4.3 研究内容
        1.4.4 论文结构
第二章 研究区概况和数据准备
    2.1 研究区概况
    2.2 数据说明与预处理
        2.2.1 基础地理信息和统计年鉴数据数据
        2.2.2 时序土地利用现状地块数据
        2.2.3 基本生态控制线数据
        2.2.4 感兴趣点(POI)数据
        2.2.5 人口密度数据
第三章 顾及地块邻域驱动力的城市土地利用变化模拟
    3.1 研究方法
        3.1.1 多源驱动因子空间变量的预处理
        3.1.2 CNN-VCA模型的构建与校正
        3.1.3 精度评价方法和参数敏感性
    3.2 基于CNN-VCA的城市土地利用变化模拟结果
        3.2.1 城市土地利用变化模拟结果和对比
        3.2.2 各行政区模拟结果和细节信息
        3.2.3 模型参数敏感性分析结果
    3.3 讨论和小结
第四章 生态控制线政策下的城市发展空间探索
    4.1 研究方法
        4.1.1 基于CNN-VCA的地块未来城市化概率挖掘
        4.1.2 不同情景下的未来土地利用预测
        4.1.3 生态系统服务价值的定量评估
        4.1.4 基于“双向控制”的可调出地块识别
    4.2 生态控制线政策下的未来发展空间探索结果
        4.2.1 不同情景下的未来土地利用预测
        4.2.2 未来城市化发展概率挖掘结果
        4.2.3 生态系统服务价值评估结果
        4.2.4 生态控制线调出地块识别结果
    4.3 讨论和小结
第五章 综合集约利用度和发展适宜度的土地利用布局优化
    5.1 研究方法
        5.1.1 集约利用度指标构建
        5.1.2 优化目标和约束条件
        5.1.3 基于遗传算法的土地利用布局优化
    5.2 城市未来土地利用布局优化结果
        5.2.1 综合集约利用度和发展适宜度的优化方案结果
        5.2.2 集约利用度单目标优化方案结果
        5.2.3 发展适宜度单目标优化方案结果
        5.2.4 不同优化方案结果对比
    5.3 讨论和小结
第六章 结论与展望
    6.1 研究工作与主要结论
    6.2 研究创新点
    6.3 不足与展望
致谢
参考文献



本文编号：3865164