基于复杂地理计算的土地利用规划空间布局研究
  • 【摘要】

    土地是人类赖以生存和发展的基本资源,是社会经济可持续发展研究的重要组成内容.土地利用规划作为一种优化配置土地资源的手段,是人类社会发展到一定阶段的产物.土地利用规划系统涉及人口发展、粮食安全、区域经济发展、社会问题、生态环境问题等,影响因素复杂、时间跨度大,是一个自然、社会和经济复合的非线性空间动力学系统.尤其经济社会的快速发展,导致土地利用规划影响因素愈来愈复杂化、动态化,传统的规划分析理论已不... 展开>>土地是人类赖以生存和发展的基本资源,是社会经济可持续发展研究的重要组成内容.土地利用规划作为一种优化配置土地资源的手段,是人类社会发展到一定阶段的产物.土地利用规划系统涉及人口发展、粮食安全、区域经济发展、社会问题、生态环境问题等,影响因素复杂、时间跨度大,是一个自然、社会和经济复合的非线性空间动力学系统.尤其经济社会的快速发展,导致土地利用规划影响因素愈来愈复杂化、动态化,传统的规划分析理论已不能准确及时反映规划因素的时空演化规律.论文引入复杂地理计算模型,从结构、功能和行为角度研究"土地-自然-社会-经济"系统的内在联系,对土地利用进行全面系统分析和动态定量研究,基于复杂地理计算模型建立合适的决策和空间布局模型辅助土地利用规划决策,提高土地利用规划的科学性、前瞻性和预测性,实现规划对国民经济和土地资源配置的宏观调控,促进经济社会持续健康发展.论文主要内容如下: 论文首先对选题的背景和意义进行了论述,对复杂地理计算模型中的元胞自动机、多智能体和系统动力学在土地科学研究领域中的国内外研究进展进行了归纳总结,对国内外土地利用规划空间布局的研究进展和发展趋势进行了总结和阐述,并指出了当前土地利用规划的不足,提出了基于复杂地理计算的土地利用规划空间布局方法,并对论文的研究思路、主要研究内容和研究的框架进行了介绍. 论文对复杂地理计算理论体系中的系统动力学、元胞自动机和多智能体理论进行了详细阐述了,分别介绍了这三种模型系统的基本概念、体系结构、建模思想和方法.介绍了土地利用规划的概念、特性,重点阐述了土地利用规划的主要内容、空间布局的理论和方法. 论文阐述了将系统动力学进行规划空间布局宏观总体方案的模拟和优化、元胞自动机的空间模拟优势和智能体的自我学习能力和适应性结合构建元胞自动机和多智能体复合空间布局模型的可行性,提高了规划的智能性和科学性.根据土地利用规划系统的特点,建立了系统动力学、元胞自动机和多智能体复合空间布局模型.论述了土地利用环境层与系统动力学、元胞自动机和多智能体模块之间的作用机理,构建土地利用规划的元胞自动机模型,并采用逻辑回归技术对元胞自动机转换规则进行了扩展,对规划中主要的三类主体行为和决策过程进行分析,分别建立了政府智能体、居民智能体和企业智能体决策行为模型,论述了元胞自动机模型和多智能体模型复合决策模式和方法. 论文以湖北省武汉市土地利用规划空间布局为例进行实证研究.分析了武汉市的地理区位条件、社会经济发展、土地利用变化,对研究数据的收集与处理方法进行了介绍.阐述了空间布局模型的运行流程、参数和变量设置,利用1987年、1994年和2005年历史年份数据重建各个历史时期的模拟数据,校准基于复杂地理计算的土地利用规划空间布局模型,模拟2006-2020年武汉市土地利用规划空间布局,对模型的模拟运行结果进行了分析,为土地利用规划提供决策支持.并对模型存在的问题、适用条件、参数等问题进行了讨论. 收起<<

  • 【作者】

    龚健 

  • 【学科专业】

    自然地理学

  • 【授予学位】

    博士

  • 【授予单位】

    武汉大学

  • 【导师姓名】

    刘耀林

  • 【学位年度】

    2009

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    土地利用规划%空间布局%地理计算