基于ABM模型的重庆主城城市增长边界划定

发布时间：2017-06-30 13:07

  本文关键词：基于ABM模型的重庆主城城市增长边界划定，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国城镇化的速度和规模空前,由此引发的城市蔓延、耕地流失和生态退化问题日益严峻,这为建立对城市蔓延具有强约束力的UGB(Urban growth boundary)制度提供了契机。随着国家新型城镇化战略的提出,更迫切地需要引入UGB制度,用以约束城市蔓延和引导城市合理增长。本文以重庆为例,将基于智能体的模型(Agent-based model,简称ABM)与UGB划定相结合,整合生态控制刚性边界和城市增长弹性边界,在复杂山地环境下划定UGB。此方法能有效地保护生态环境和耕地,更好地预测一定时间内城市合理增长的空间布局,研究不同智能体对城市增长边界的影响,并研究不同政府角色下城市增长边界的情景划定。同时,本文作为一个参考案例,为之后城市增长边界的划定提供一种方法、思路。本文首先阐述了城市增长边界和ABM模型的相关理论和其在城市扩展中应用,并将两者相结合。其次,以重庆市主城区为例,从城市土地利用转化、城市扩展模式和城市扩展形态3个方面对主城区的城市扩展进行分析,并分析生态边界和规划边界对城市扩展的影响。其中,生态边界包括基本农田保护区、绿线管控边界、生态管控边界。再次,根据城市扩展中的刚性生态约束因子制定城市生态控制范围,并划定城市刚性增长边界。最后,对城市弹性增长边界划定的ABM模型进行构建并检验,在模型检验可行的基础上,对一般型政府、谨慎型政府、开发型政府和放任型政府角色进行情景设定,模拟未来2025年的城市扩展并进行对比分析,并通过综合修正确定城市弹性增长边界。研究表明:(1)a 1978-2011年,重庆主城区建设用地面积急剧增长,侵占耕地现象明显,特别是直辖以后;b扩张模式以边缘扩展为主,且均在50%以上;跳跃增长呈先升后降趋势;填充增长大致呈上升趋势。c 1978-2011年,不同组团的凝聚指数分别存在上升、下降和U形变化趋势。d城市开发主要出现在中坡上,其次为山脊、缓坡、陡坡、平地和山谷。(2)基本农田保护区、绿线管控边界、生态管控边界3种生态边界对城市扩展的影响是刚性的,城市规划对城市扩展的影响呈现弹性。(3)经过模型精度检验,ABM模型用于城市弹性增长边界的划定是可行的。模型整体精度达到82.92%,模拟结果和实际情况大体一致,基本能反映城市增长的趋势。(4)2025年主城区城镇建设用地面积为1066.17km2,模拟的4种政府角色下的UGBs方案各有优劣:谨慎型政府追求平稳发展,城市开发受规划控制较严,强调耕地保护目标和城市空间紧凑发展;一般型政府表现仅次于谨慎型政府;开发型政府更强调经济驱动和城市扩张,城市开发部分越过规划红线,致使城市紧凑度较低;放任型中对城市开发管制较少,出现了明显的蔓延趋势。ABM模拟结果可作为弹性UGBs划定的参照,但还需根据城市规划目标来调整,尤其是体现多中心组团式的总体格局。
【关键词】：城市增长边界 基于智能体的模型 元胞自动机 山地城市
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F299.27
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 文献综述11-18
• 1.1 城市增长边界11-13
• 1.1.1 城市增长边界的概念11
• 1.1.2 城市增长边界的划定11-13
• 1.1.3 城市增长边界的实践效果13
• 1.2 ABM模型13-16
• 1.2.1 多智能体13-14
• 1.2.2 城市空间中的多智能体14-15
• 1.2.3 ABM模型的研究进展15-16
• 1.3 城市增长边界和ABM模型的结合16-18
• 第2章 绪论18-23
• 2.1 研究背景18-19
• 2.1.1 粗放到集约的城镇化转型18
• 2.1.2 城市增长导致耕地保护逼近红线18
• 2.1.3 生态城市的建设要求城市可持续增长18-19
• 2.2 研究意义19-20
• 2.2.1 实现城市增长管理19
• 2.2.2 将ABM模型引入城市增长边界的划定19-20
• 2.2.3 重庆是山地城市和城镇发展转型的典型案例20
• 2.3 研究目标、内容和技术路线20-23
• 2.3.1 研究目标20
• 2.3.2 研究内容20-21
• 2.3.3 技术路线21-23
• 第3章 研究区概况与研究方法23-36
• 3.1 研究区概况23-25
• 3.1.1 地理位置23-24
• 3.1.2 社会经济发展24-25
• 3.2 数据来源和处理25-26
• 3.3 研究方法26-36
• 3.3.1 城市扩展特征的量化26-28
• 3.3.2 ABM模型28-33
• 3.3.3 Python建模环境的搭建33-34
• 3.3.4 Logistic回归分析34-35
• 3.3.5 层次分析法35-36
• 第4章 重庆主城扩展与规划实施效果分析36-49
• 4.1 主城区城市空间扩展分析36-40
• 4.1.1 城市土地利用转化36-37
• 4.1.2 城市扩展模式研究37-39
• 4.1.3 城市扩展形态分析39-40
• 4.2 生态边界对城市扩展的约束分析40-45
• 4.2.1 基本农田保护区41-42
• 4.2.2 绿线管控边界42-44
• 4.2.3 生态管控边界44-45
• 4.3 规划边界对城市扩展的影响分析45-48
• 4.3.1 1998版总规实施效果分析45-47
• 4.3.2 2007版总规实施效果分析47
• 4.3.3 规划对城市扩展的影响分析47-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 重庆主城刚性增长边界的划定49-55
• 5.1 刚性增长边界划定的目标49
• 5.2 刚性增长边界划定的准则49
• 5.3 刚性增长边界划定的指标体系49-53
• 5.4 刚性增长边界的划定53-54
• 5.5 本章小结54-55
• 第6章 重庆主城弹性增长边界的ABM模型构建55-71
• 6.1 弹性增长边界划定的目标55
• 6.2 弹性增长边界划定的准则55-56
• 6.3 弹性增长边界划定的指标体系56-64
• 6.4 Logistic回归模型的回归过程及结果64-69
• 6.5 模型精度检验69-70
• 6.6 本章小结70-71
• 第7章 ABM模型下重庆主城弹性增长边界的划定71-81
• 7.1 城市弹性增长边界划定的情景设定71
• 7.2 城市增长规模预测71-72
• 7.2.1 人口规模预测71-72
• 7.2.2 用地规模预测72
• 7.3 城市弹性增长边界情景模拟的结果与分析72-79
• 7.3.1 非城镇用地被占用的对比分析73-74
• 7.3.2 城市扩展模式的对比分析74-76
• 7.3.3 与规划的对比分析76-78
• 7.3.4 不同行为主体之间的决策驱动力分析78-79
• 7.4 不同政府角色下城市弹性增长边界的划定79-80
• 7.5 本章小结80-81
• 第8章 研究结论与展望81-84
• 8.1 结论81-82
• 8.2 研究的创新点和展望82-84
• 8.2.1 研究创新点82-83
• 8.2.2 研究不足83
• 8.2.3 研究展望83-84
• 参考文献84-90
• 附录90-96
• 致谢96-97
• 发表论文情况97

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  本文关键词：基于ABM模型的重庆主城城市增长边界划定，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：502007