摘要：城市扩展模拟对优化城市空间结构和制定合理规划目标具有重要意义,元胞自动机为城市扩展模拟提供了方法支撑,但综合表达城市扩展时空复杂性的耦合模型仍较少。该文提出一种耦合多期扩展规律和空间异质性的元胞自动机模型(Multi-Temporal and Spatial Cellular Automata,MTS-CA),首先从多方面刻画城市扩展特征并计算各时期与模拟目标期的特征相似性,由此为不同时期的城市扩展规律分配权重;然后利用自组织映射神经网络对城市空间进行分区,挖掘不同空间特征下的扩展规则,表达空间异质性;最后将各时期的局部空间转换规则加权融合得到耦合模型的转换规则。以上海市为研究区验证模型的有效性,结果发现:①城市扩展过程并不是简单的马尔可夫过程,顾及多期扩展规律的模型能更充分表达城市扩展机制,且扩展特征的相似性可在一定程度上表征扩展规律的一致性;②挖掘城市扩展规律时,使用地理分区策略可顾及空间异质性,使局部区域概率分布的匹配效果更佳,进而提升模拟精度;③MTS-CA可以顾及城市扩展的时空复杂性,实现更准确、合理的城市扩展模拟。

摘要：以城市空间与轨道交通的耦合关系为切入点,研究不同城市扩展阶段、扩展方式、空间结构下的轨道交通发展态势,解析当代城市化进程中城市空间扩张与轨道交通发展的互动关系;立足现有交通布局方式,分析城市轨道交通布局对城市空间发展的影响。研究可为当下及未来城市空间发展与轨道交通建设提供参考,以促进城市轨道交通与城市空间的统一规划与协调发展。

摘要：提出了一种基于生物地理学优化算法寻找城市扩展元胞自动机(cellular automata,CA)模型最佳参数的方法。转换规则制定及相应权重参数获取是构建城市扩展CA的核心和难点。生物地理学优化算法(biogeography-based optimization,BBO)通过模拟生物物种在栖息地的分布、迁移和灭绝来求解优化问题。利用BBO算法自动获取城市扩展CA模型参数值,构建BBO-CA模型进行城市扩展模拟实验,并与粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)、蚁群算法(ant colony optimization,ACO)、遗传算法(genetic algorithm,GA)及逻辑回归(logistic regression,LR)等方法相比较。结果表明,BBO算法具有较好的收敛性,可有效地快速自动寻找城市扩展CA模型最佳参数组合,获取的空间变量权重参数较为合理;BBO-CA模型明显提升了城市用地模拟精度,城市用地模拟精度为72.5%,相对PSO、ACO、GA、LR各算法分别提升了1.1%、1.2%、2.7%和4.0%,Kappa系数达到0.700,分别提升了0.015、0.016、0.034和0.046,且整体空间布局与实际情况更为接近,验证了应用BBO算法的可行性与优势。

摘要：厘清土地利用变化与其驱动力之间的关系,是土地利用变化研究的核心,也是建立变化模型和定量预测的基础。以北京为研究案例,基于遥感影像和GIS技术,获取了1991—2004年北京城市扩展信息,定量分析比较了1991—2004年北京地区面状、线状和点状三种城市扩展空间过程。并从宏观、中观和微观三个尺度上,分析了北京城市扩展过程的驱动机制。结果表明:①城镇用地扩展过程显著,城镇用地在区域总面积中所占比例从1991年的9.80%增长到2004年的17.93%;②城市化过程,主要表现为点状、线状和面状城市化三种基本模式;③宏观、中观和微观三层次的驱动因子影响城市扩展过程。宏观尺度上,城市规划,土地利用政策等政府行为和过去三千年城市发展形成的旧有城市格局从根本上决定了现代北京城市发展的基本风貌和格局;在中观尺度上社会和经济因素为城市扩展提供了驱动力,最明显的是人口增长和人民生活水平的提高;微观尺度的地形、区位和交通限制决定了城市扩展的可能性,最利于城市扩展的因子是距高速公路的距离。三者综合作用的结果是1991—2004年北京城市化强度出现一个先增长后减小的发展趋势。

摘要：为研究银川市城市建成区扩展对热环境的影响,基于1989、1999、2010年和2017年Landsat系列遥感数据,采用建筑用地指数(IBI)提取4个年份的城市建成区信息,获取了城市形态演化指标,利用热红外波段反演不同年份的地表温度;在此基础上,分析了城市扩展和热环境变化的时空演变特征,探讨了城市扩展和热环境之间的响应关系。结果表明:(1)1989-2017年银川市城市建成区扩展面积达506.13 km^2,各时期的扩展速度和扩展强度差异明显,城市扩展具有"缓慢-快速-稳步"的阶段性特征,城市空间形态趋于紧凑化,向着稳定状态发展,城市整体向东部和北部扩展,重心整体向东北方向迁移约5.54 km。(2)热岛范围随着城市扩展不断扩大,较高温区域所占热岛比例呈先减小后增加的趋势,高温和特高温占比表现出先增加后减小的特征,热岛强度逐渐向较高温区转移,城市热岛效应得到缓解;热岛空间分布显示,热岛逐渐由兴庆区老城区蔓延至贺兰县和西夏区,且兴庆区热岛逐渐演化为相互独立的小次级热岛,强度有所降低;28 a间银川市城市热岛比例指数(URI)表现出先上升后下降的特征,整体呈上升趋势。(3)热岛区域在空间分布和扩展方向上与城市扩展具有较高的一致性,城镇用地、公交建设用地和裸地能促进地表温度升高,而草地和水体能够降低地表温度,公园绿地和水体能有效缓解银川市城市热岛效应且后者对降低城市地表温度的效果要好于前者。

摘要：从土地供给角度建立城市扩展模型,可以为城市扩展模拟研究提供有效补充。城市扩展生态阻力面模型是这一领域的新进展,在最小累积阻力面模型的基础上增加了绝对生态约束和扩展源等级的改进。在城市扩展生态阻力面模型的基础上,进一步加入了城市空间区位条件因素,包括城市间空间相互作用和道路交通条件两项因子,以反映其对城市空间扩展的影响。从而构建了综合考虑城市扩展的推力、阻力和外部吸引力的城市扩展模型。以新疆玛纳斯县城及其周边区域为例,利用构建的模型进行实证研究。结果表明,改进的模型取得了较好的应用效果,反映了城市扩展的推力、阻力和外部吸引力的综合作用,为城市扩展模拟提供了新方法。

摘要：将潜力—约束与SLEUTH模型进行松散耦合,在建设用地适宜性评价的基础上,将不同生态安全格局情景融入SLEUTH模型的排除图层,对研究区2013-2040年的城市用地空间扩展进行多情景模拟。研究表明:(1)两个模型的松散耦合能够有效提高像元尺度上模型校正的精度。(2)用地扩展在以"边缘增长"和"填充增长"为主的同时,在城市外围形成了较为明显的"跳跃式"发展,表明模型的松散耦合能够更好地捕捉城市发展政策所导致的新城市增长中心。(3)三种生态安全格局情景方案的城市用地模拟结果均呈增长趋势,但高生态安全格局情景的新增城市用地面积和增长率均最小,表明将生态敏感性作为城市发展的约束图层,能够有效保护研究区的自然生态空间,大幅降低生态安全风险。

摘要：随着社会经济的快速发展,中国城市规模和数量不断扩大,城市土地利用系统内部变化错综复杂.本研究以珠江三角洲地区城市群为例,研究了在自然环境条件和社会经济条件共同作用下城市化进程中城市用地动态变化的驱动机制,并设计了规划情景和RCPs气候情景,运用决策树元胞自动机模型对这几种情景下珠江三角洲地区城市用地的动态变化进行预测模拟.结果表明:非农业人口和社会经济的增长对城市化过程起着决定性的推动作用,交通干线在整个城市化进程中始终起着重要的基础性作用,高程较高和坡度较大的区域制约了该地区的城市化进程.随着时间的推移,无论哪种情景,城市用地扩张的态势不变,但扩张速度到一定时间节点将会减缓,不同情景下减缓的时间点不同;规划情景、MESSAGE模式和AIM模式下的城市用地发展速度依次增加,但MESSAGE气候模式下的城镇发展较符合当前的城镇发展态势;城市用地扩张的区域主要集中在广州、东莞、佛山、珠海、深圳、湛江和潮汕等城市化相对较高的区域.

摘要：随着我国城市化进程的加快,其引起的城市数量的增加和城市规模的扩大已经引起学术界广泛的重视,定期或不定期地获得城市扩展信息、了解城市动态变化趋势,可为城市土地资源的规划和管理提供有力的依据。本文基于元胞自动机(CA)原理,充分利用CA在土地利用空间格局演化模拟和空间局部优化方面的优势特点,结合遥感和GIS技术建立城市空间扩展CA模型,对吉林市建成区的演化过程进行模拟。结果表明,开发的CA模型具有较好的模拟效果。

摘要：定量揭示城镇土地利用的扩展模式对制定城市发展政策具有重要意义。该文以昆山市为例,使用SLEUTH模型,修改了传统的情景设置方式,通过调整排除图层,预设"现有发展趋势"、"融合生态敏感性的发展"、"融合城市总体规划的发展"3种情景,定量预测了昆山市2011-2030年不同情景下城市用地增长趋势和扩展的主要特征。结果表明,预设不同排除图层的方式可以产生更加准确的校正结果:现有发展趋势情景繁衍系数与道路引力系数较高,以新中心增长为主;融合生态敏感性情景、融合总体规划情景扩散系数与蔓延系数较高,以边界增长为主。研究结果可为SLEUTH模型的情景设置提供新思路,并为城市土地利用规划提供决策依据。