“多规合一”下城市开发边界模拟系统开发与应用研究

发布时间：2017-10-23 10:32

  本文关键词：“多规合一”下城市开发边界模拟系统开发与应用研究

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【摘要】：随着我国改革开放的深入发展,城乡发展建设中存在的一些问题日益显现出来,表现最为突出的是规划间相互冲突,而“多规”冲突最主要表现在城市建设用地。从而导致土地资源浪费和低效利用现象严重,甚至有碍社会经济的健康和有序发展。在“多规合一”背景下对城市开发边界划定进行研究是解决这一问题的关键,对“多规”协调发展具有非同寻常的意义,有利于优化配置土地资源,更有利于社会的可持续发展。本文以河南省兰考县城关镇、城关乡、三义寨乡为例,分别从土地利用转移矩阵、土地利用变化速度和趋势两个方面对土地利用空间演变特征进行分析;采用较为成熟的CA-Markov模型,对2020年城市建设用地形态和空间分布进行模拟;针对CA-Markov模型的不足,提出基于CA与ABM的模型,并开发城市开发边界模拟系统用于该模型的模拟,对2020年城市建设用地进行模拟,并进行精度检验。其中,元胞自动机模型采用Logistic回归方法确定转化规则,多智能体部分包括居民、政府和开发商三种Agent;设定四种情景,基于精度较高的CA-ABM模型对四种情景进行模拟分析,并从不同角度对四种情景的模拟结果进行评价,可以从中选择最优方案,以期为规划决策者提供参考。得到如下结论:(1)城市建设用地朝着规模增大的方向发展,处于“涨势”状态,2009-2013年间,该类型土地只有转入没有转出,呈现极不平衡态势,新增加的城市建设用地主要由耕地转入。(2)利用CA-Markov模型模拟出来的2020年土地利用格局表明,2013-2020年期间土地利用格局继续保持2009-2013年间的变化趋势,耕地面积减少,城市建设用地面积强势增加。但是模拟出来的城市建设用地的外围部分明显大于规划部分,并且在模拟过程中规划指标控制不能实现。(3)CA-ABM模型能较好的模拟城市建设用地扩张的动态变化,在模拟结果精度、空间格局、规模控制方面均优于CA-Markov模型,具有较高的可信度;更有利于保护耕地,尤其是优质耕地,有利于土地的可持续利用。(4)情景1下的城市建设用地的扩张方式表现为在原有城市形态的基础上的边缘式或填充式,这种情况下,土地集约利用程度较高,且在扩张过程中做到了尽量少占优质耕地。情景2下划定的城市开发边界几乎不占等级高的耕地,其空间形状较复杂,城市的发展比较分散,扩张过程中多呈现跳跃式。情景3模拟出来的城市形态相对紧凑,同时保护了优质耕地。情景4下的城市建设用地形态更加紧凑。(5)把四种情景的模拟结果与城市规划中心城区范围线进行对比,四种情景的一致性分别为85.01%、81.30%、88.78%、84.94%。(6)从保护生态用地角度,占用生态用地面积由少到多依次为情景1、情景3、情景4、情景2;从保护耕地角度,占用优质耕地面积由少到多依次为情景2、情景1、情景3、情景4;从城市规划角度,与城市规划的吻合度由高到低依次为情景3、情景1、情景4、情景2。
【关键词】：多规合一 城市开发边界 元胞自动机 多智能体 兰考县
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU984;F299.23
【目录】：

• 致谢4-8
• 摘要8-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 选题背景与意义10-11
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 国内外研究进展11-15
• 1.2.1 土地利用规划研究进展11
• 1.2.2 城市增长边界研究进展11-13
• 1.2.3 基于CA-Markov模型的土地利用变化模拟研究进展13
• 1.2.4 基于CA和ABM模型的城市扩展模拟研究进展13-14
• 1.2.5 简要评述14-15
• 1.3 研究内容15
• 1.4 研究方法与技术路线15-18
• 1.4.1 研究方法15-16
• 1.4.2 技术路线16-18
• 2 理论基础18-20
• 2.1 CA-Markov模型的简述18-19
• 2.1.1 元胞自动机层原理18
• 2.1.2 马尔科夫模型18
• 2.1.3 CA模型与Markov模型的结合18-19
• 2.2 多智能体模型的简述19-20
• 2.2.1 多智能体的基本原理19
• 2.2.2 多智能体与元胞自动机层的集成19-20
• 3 研究区概况与数据来源20-22
• 3.1 研究区概况20-21
• 3.1.1 地理区位20
• 3.1.2 自然地理条件20
• 3.1.3 社会经济条件20-21
• 3.1.4 土地利用现状21
• 3.2 数据来源及分析处理21-22
• 4 土地利用空间演变特征分析22-27
• 4.1 土地利用转移分析22-24
• 4.1.1 转移矩阵理论22
• 4.1.2 土地利用转移矩阵分析22-24
• 4.2 土地利用变化速度和趋势24-26
• 4.3 本章小结26-27
• 5 基于CA-Markov模型的城市开发边界模拟27-33
• 5.1 CA-Markov模型的构建27-30
• 5.1.1 元胞27
• 5.1.2 状态27
• 5.1.3 邻域27
• 5.1.4 时间27
• 5.1.5 转换规则27-30
• 5.2 CA-Markov模型模拟精度检验30-31
• 5.3 CA-Markov模型模拟结果分析31-32
• 5.4 本章小结32-33
• 6 基于CA与ABM的城市开发边界划定模型的建立33-38
• 6.1 元胞自动机层的设计33-34
• 6.2 多智能体层的设计34-37
• 6.2.1 居民智能体的决策行为34-35
• 6.2.2 政府智能体的决策行为35-36
• 6.2.3 开发商智能体的决策行为36-37
• 6.2.4 多智能体的决策行为交互37
• 6.3 元胞自动机层和多智能体的结合37
• 6.4 本章小结37-38
• 7 基于CA与ABM的城市开发边界划定模型的实现38-52
• 7.1 基于CA与ABM的城市建设用地扩张模拟系统开发38-44
• 7.1.1 开发模式与方法38
• 7.1.2 集成方式及算法设计38-39
• 7.1.3 功能需求39
• 7.1.4 算法设计与实现39-44
• 7.2 元胞自动机的回归结果44-46
• 7.3 多智能体的选择偏好46-49
• 7.3.1 居民智能体的选择偏好46-47
• 7.3.2 政府智能体的选择偏好47-48
• 7.3.3 开发商智能体的选择偏好48-49
• 7.4 元胞自动机和多智能体的结合49
• 7.5 基于CA与ABM的城市建设用地扩张模拟及检验49-51
• 7.5.1 模拟结果49-50
• 7.5.2 模型精度检验50-51
• 7.6 本章小结51-52
• 8 城市开发边界的多情景模拟52-57
• 8.1 基于CA与ABM的城市开发边界不同情境设定52-53
• 8.2 不同情景的模拟结果53-54
• 8.3 不同情景的模拟结果的评价54-56
• 8.4 本章小结56-57
• 9 结论与讨论57-59
• 9.1 结论57-58
• 9.2 讨论58-59
• 参考文献59-64
• ABSTRACT64-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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10 何丹;周t，

本文编号：1082946