基于经济社会活动视角的城市空间演化过程模型

中国的快速城市化带来了诸多问题,亟需制定合理有效的城市空间政策以确保城市发展的可持续性。因此,开展城市空间发展过程模拟、实施政策检验对于推进新型城镇化和城市的健康发展具有重要意义。本文基于“土地利用/交通相互作用模型”(Land Use/Transport Interaction Model, LUTI),以经济社会活动为切入点,构建了城市空间演化过程模型(Urban Activity Spatial Evolution Model, UASEM),并进一步给出了UASEM模型各子模型的具体实现和模块之间衔接的逻辑结构,从可操作层面给出了模型的实现方法。该模型可用于模拟城市空间演化过程、检验政策实施等,将成为城市空间可持续发展模拟分析研究的重要工具。     

城市土地利用—交通集成模型的构建与应用

中国目前正经历着城市化转型,科学合理的空间政策是城市可持续发展的重要保障,因此开展政策情景实验、辅助空间决策具有重要现实意义。本文构建了土地利用—交通集成模型,模拟城市活动空间分布,称作SDA（Spatial Distribution of Activities）模型。该模型主要包含4个子模型：交通模型、家庭区位模型、经济活动区位模型、房租模型;并以北京市为例模拟土地利用政策对城市空间发展的影响。研究表明,延续过去5年（2009-2013年）房地产开发模式至2030年,则由于周边房地产开发数量较高、房租较低,越来越多的人口和企业将向郊区聚集（增长速度更大）。该趋势与目前疏解北京社会经济活动、缓解交通拥堵的规划目标相一致,模型可以很好地检验土地利用政策情景影响。而“基于活动”的模型被认为是模型发展趋势,因此,本文构建的SDA模型不仅可以检验不同政策对城市空间影响、辅助城市空间决策,也有助于推动LUTI模型的发展及其在国内的应用,丰富和发展国内城市空间模拟分析的研究内容。     

城市化进程中生态环境响应模型研究——以西安为例

在建立城市生态环境评价模型,模拟预测城市化过程中引起的土地效益、社会经济发展与生态环境动态变化过程基础上.运用遥感影像解译技术,对城市扩张引起的城市土地利用和土地效益动态变化进行定量分析.采用GIS工具分析城市环境空间分布方式;根据社会福利最大化和绿色GDP(即,GGDP)等理论模拟城市生态环境在不同社会经济情景之下的城市化响应.模型是以西安1996到2006年城市扩张作为案例研究分析,结果表明:在现有的条件下,理论上西安城市扩张最优是在2021;在社会经济不断发展的条件下,城市扩张引起的边际生态环境成本小于平均土地效益时才会增加土地效益;技术进步与创新可降低生态环境成本,使城市化水平提高.     

基于家庭区位需求的城市住房价格模拟分析

目前关于城市住房价格异质性和影响因素研究多侧重于空间位置分析,从城市系统角度刻画住房价格分异现象有待进一步探索。根据“土地利用—交通相互作用理论”,城市空间的发展过程是各类活动通过交通相互作用的过程,本文构建了交通可达性模型,综合全市经济活动空间分布和交通网络评价城市区位条件,并以北京为例,从就业、教育、消费、医疗服务等各方面评价了城市区位条件,在此基础上依据家庭成员结构,模拟分析了家庭区位需求对住房价格的影响。案例研究表明,本模型对房价的模拟可以在全市范围内达到很好的效果;家庭的区位选择决定着住房价格的空间格局;各类活动中就业对北京市房价分布影响最为显著,其次是消费、教育,而医疗服务对住房价格影响相对较弱。此外,本文所提出的模型系统阐述了城市经济活动分布格局对住房价格的影响,经济活动分布发生变化时模拟结果随之变化,因此,本模型可以进一步拓展用于“以业带人”政策实验,模拟分析疏散各类经济活动后住房价格的变化,也为城市房价及土地市场分析研究提供模型方法上的参考。     

基于CA的城市增长与土地增值动态模拟方法探讨

城市增长与土地增值是一种时空动态变化的复杂地理过程，如何有效地模拟这一过程是该研究领域的一个重要问题。基于GIS的元胞自动机模型，具有模拟地理时空演化过程的能力。该文首先对CA模型进行扩展，再与GIS集成，提出一种模拟城市增长与土地增值时空间动态过程的新方法，并以四川省德阳市为例进行分析。     

三维虚拟城市自动化生成方法研究

从城市元胞自动机模型的角度研究三维虚拟城市的自动化生成方法.通过建立城市元胞自动机模型,模拟城市土地单元的演化过程,根据演化结果确定各土地单元的空间位置和相应的建筑物类型.研究利用Creator进行三维场景建模,利用OpenGVS场景管理技术随机生成建筑物,并将其布设在三维场景的相应位置上,生成三维虚拟城市,并就三维虚拟城市自动化生成系统的功能结构设计和数据结构、空间坐标转换等技术问题进行了探讨.     

广州城市空间结构与交通需求关系

在综述国内外相关研究的基础上,以广州为案例研究城市空间结构与交通需求的关系。结果表明,在城市形态与交通需求的关系方面,广州城市二维形态和三维形态与交通需求的空间分布之间具有一定的耦合性,二者存在一定互为因果的关系;交通方式的转化对城市形态的演化具有一定的驱动作用;城市形态引导着交通需求的总量和布局;同时,社会经济活动及其发展是城市形态与交通需求产生的原因和相互联系的纽带。在城市内部空间结构与交通需求的关系方面,模型分析表明,近年来广州城市内部居住与就业的空间均衡性增强,直接影响了交通需求的产生与分布和交通方式的选择,有利于居民就近选择就业,并使通勤交通的空间分布更加均衡;此外,居住与就业人口迁移先行,引导公共设施的发展也是近年来广州城市发展的主要特征之一;公共设施服务空间与交通需求之间存在需求作用型和供给作用型两种相互作用模式。     

高密度开发城市的交通与土地利用互动关系——以广州为例

在评述国内外城市交通系统与土地利用互动关系研究的基础上,以广州为案例,利用有关政府部门资料、统计资料和实地调查资料,引入定量分析和GIS、RS空间分析技术,系统全面地研究了我国高密度开发城市交通系统与土地利用互动关系。结果表明：城市交通系统与土地利用之间相互影响、相互作用。交通系统的发展引起城市空间形态、土地利用开发、土地利用价格和用地布局特征的变化;反之,土地利用特征的改变也带来了交通线网格局、交通密度特征及交通模式的改变。     

地理环境下的克鲁格曼式城市体系模拟分析

采用层次分析法和模糊集方法,以浙江省为研究区,构造一种能刻画地理影响程度的空间异质性的地理空间,修正克鲁格曼城市体系模型的均质空间假设,以期观察城市体系模型在经济和地理环境下的不同表现。模拟结果显示:1地理环境对模拟城市数目的波动具有持续、稳定的推动效应,但波动幅度不大,说明即使存在外生差异,城市体系演化仍旧主要靠经济系统的内生力量。2在经济或地理环境下,模拟城市的空间分布具有均衡结构,均呈现近乎对称的六边形格局。但纳入地理环境,能明显提高模拟结果与实际结果的吻合程度。3在地理环境下,4种权重模式的模拟结果各不相同。其中模拟城市的空间分布对经济权重占优模式的反应结果与真实环境比较一致,说明经济地理因素对浙江城市体系演化有较大的影响。     

双交通模式的阿朗索模型对中国城市的模拟研究

随着中国逐步进入机动化社会,交通拥挤开始困扰中国城市。汽车改变了人们的空间感受尺度,推动了城市郊区化和城市空间重构。交通与城市系统的研究涉及空间分析,国内相关理论研究还较少涉及。本文引入了阿朗索模型族的双交通模型来分析交通模式与城市密度之间的关系,对模型的假设做了进一步的阐述,并提取了中国城市的关键参数来模拟分析中国机动化与城市发展的关系,得到的结果较好地模拟了中国公交城市的规模和密度分布。最后,本文通过敏感性研究定量分析了收入、农业地租、交通价格和交通用地等因素对交通拥挤、城市规模和密度的影响,并得出了相关的政策启示。     

城市交通与土地利用一体化模型的理论基础与发展趋势

城市交通与土地利用间的协调发展是科学调控城市发展的重要环节。在基于地租理论的微观区位决策与土地利用与交通系统宏观动态交互理论基础上,回顾了城市交通与土地利用一体化模型的发展过程及不同依据下的分类特征,对空间相互作用和重力模型理论模型、空间经济学理论模型、随机效用和离散选择模型和基于行为的微观模型4类一体化模型的优劣进行了系统梳理分析。分析表明,具有合理理论基础、科学数据处理方法、较高模型精度和政策评估适用性的一体化模型仍存在巨大发展空间。近年来西方学者研究趋向微观化、综合化和简约化,而国内一体化模型发展相对滞后,要求模型理论与综合实证开发的进一步突破。特别是在新数据、新交通技术、国土空间规划体系背景下,城市交通与土地利用一体化模型将从“空间”模型向“时空间”模型转变;从“宏观”集计模型向“微观”行为模型转变;从“交通-土地”模型向“综合系统”模型转变;从“样本数据”模型向“大数据”模型转变;从“交通规划”应用向“国土空间规划”应用转变。旨在对城市交通与土地利用一体化模型的一般结构、原理类型、当前面临的问题和挑战进行深入剖析,以推进一体化模型在中国的研究与开发。     

国外典型矿业城市空间可持续发展的借鉴与启示

矿业城市空间结构受自然资源和产业发展的影响明显,是基于自然资源与产业转型的空间可持续发展的典型研究对象之一。文章选取国外四个典型矿业城市美国休斯敦、德国鲁尔区、法国洛林和美国匹兹堡,对其转型战略与空间发展战略进行对比分析,并提出对我国矿业城市的借鉴与启示：制定城市与区域统筹发展政策;制定促进矿业城市转型的产业调整政策;规范矿业城市转型的环境保护政策;城市空间结构为城市的转型和持续发展提供基础支撑,创建企业创业园或产业基地作为转型的空间载体,重点关注对外交通联系的构筑以提升区位条件,以物质景观改变实现文化转型,负责处理和解决衰老矿区遗留下来的土地污染闲置场地的重新有效利用问题,将国土整治规划与城市转型结合起来。     

东中部地区城市人口、经济与城市建设用地的非均衡与协调性分析

基于2000、2015年中国东中部地区261个地级市统计与土地利用数据,运用空间自相关模型,变异系数和三元协调度模型分析其城市人口、GDP和城市建设用地的空间集聚态势和非均衡变化过程,揭示人口城市化与土地城市化的协调程度。结果显示：（1）城市人口、GDP和建设用地的Moran’s I指数均为正值且2015年的值大于2000年的值,显示出明显的空间集聚特征,且在2000—2015年集聚特征不断加强;（2）城市人口密度和人均GDP的变异系数分别从2000年的1.38和0.91下降到2015年的0.96和0.70,地均GDP从1.32上升到1.77,表明城市人口密度和地均GDP的差异在逐步减小,但地均GDP的不均衡性却在增大;（3）2015年,共有171个地级市城市用地规模增长弹性系数小于1.12且人均城市用地小于115m²,但有104个地级市地均GDP在1000元/m²以下,表明虽然绝大部分地级市城市化规模和速率都在可控范围之内,城市用地经济产出仍然相对较低;（4）90%以上地级市的城市人口、GDP和城市建设用地三者在两个研究时间段内处于协调发展状态。     

公交导向型城市开发机理及模式构建

城市交通、土地利用和城市空间结构的相互关系一直是城市地理学、城市规划学和交通地理学研究的核心问题。大容量公共交通、混合型土地开发、宜人的步行环境和高质量的公交服务是公交导向型开发(TOD)模式的主要特点。本文分析了TOD对城市土地利用和城市空间结构的作用机理发现:土地开发强度、土地利用结构以及土地价值是TOD影响城市土地利用的3 个主要方面,而TOD对路网结构、城市规模和城市空间布局的作用进一步影响城市空间结构及其演化。进一步研究发现:大容量公共交通的建设使得城市竞租曲线和开发密度具有多波峰的特点,遵循"随着时间的变化从城市中心向外围递减"的规律。基于中外城市发展背景差异,本文从宏观、中观和微观3 个层面提出建立以大容量公共交通为主轴、以TOD站点为枢纽的轴辐网络状城市空间结构,并提出了TOD站点开发的距离、级差密度、多样性和设计的4Ds原则。     

城市土地利用——交通集成模型的构建与应用（英文）

China is now experiencing rapid urbanization. Powerful tools are required to assess its urban spatial policies before implemented toward a more competitive and sustainable development paradigm. This study develops a Land Use Transport Interaction(LUTI) model to evaluate the impacts of urban land-use policies on urban spatial development. The model consists of four sub-models, i.e., transport, residential location, employment location and real estate rent sub-models. It is then applied to Beijing metropolitan area to forecast the urban activity evolution trend based on the land-use policies between 2009 and 2013. The modeling results show that more and more residents and enterprises in the city choose to agglomerate on outskirts, and new centers gradually emerge to share the services originally delivered by central Beijing. The general trend verifies the objectives of the government plan to develop more sub-centers around Beijing. The proposed activity-based model provides a distinct tool for the urban spatial policy makers in China. Further research is also discussed at the end.     

中国地级以上城市土地经济密度差异的时空演化分析

以中国336个地级以上城市为研究对象,利用核密度估计和探索性空间数据分析方法,对2001~2014年中国地级以上城市土地经济密度差异的时空格局演化及影响因素进行分析和探讨。结果表明：① 中国地级以上城市土地经济密度的总体水平不断提高,平均值从2001年的4.769亿元/km²增加至2014年的15.375亿元/km²,但地区差距逐渐扩大;② 中国地级以上城市土地经济密度表现出显著的全局空间正相关性,相邻地市相互影响,呈现出“高–高”或“低–低”的空间集聚态势,且从LISA集聚图来看,城市土地经济密度通过空间聚类可以划分为“高水平均质型地域”、“塌陷型地域”、“极化型地域”和“低水平均质型地域”4种类型,不同地域类型的空间分布范围和稳定性等都存在差异;③ 中国地级以上城市土地经济密度冷、热点区域的空间分布具有相对稳定性,总体上表现出“东热西冷”的分布格局,热点区主要分布在东部的京津冀地区、长江三角洲地区和珠江三角洲地区等,广大中、西部地区则大多处于低值簇,属于城市土地经济密度的冷点区或次冷点区;④ 自然条件状况决定城市土地的供给能力和开发潜力,是导致中国地级以上城市土地经济密度差异的基础性因素,区域经济发展水平、经济发展政策、土地利用管理政策也会对城市土地经济密度差异造成一定程度的影响。     

中国城市土地城市化水平与进程的空间评价

土地城市化在中国快速而持续的城市化进程中扮演的支撑与制约角色越来越明显,但目前对土地城市化水平的测度框架依然没有明确统一的认识。基于此,提出了一种可供参考的土地城市化率的概念与测度方法,并确定其阈值。以中国656个城市的城区为研究单元,以2000年和2010年城市建设用地面积为基本数据,采用城市建设用地面积、土地城市化率、城市土地扩展面积和城市土地扩展速度分别评价了中国城市的土地城市化规模、水平、绝对进程和相对进程的空间分异格局。并分析了九大类城市建设用地类型对土地城市化进程的贡献率。结果表明：① 近10年来,中国城市总体土地城市化率提高近一倍,由“金字塔式”等级分布逐渐转为“钥匙式”的分布格局;东部地区城市建设用地规模较大,但城区面积更大,使其土地城市化率的数值较低。② 省会城市和沿海城市群的城市土地扩展面积最大,呈现出行政等级式分异和空间集聚式分异的空间格局;城市土地扩展速度呈现出沿海城市群与其他城市分异的空间格局。规模越大的城市,土地城市化进程越明显。③ 近10年来中国土地城市化进程的两大核心用地增长类型是居住用地和工业用地;规模越大的城市,工业用地增长的驱动作用越显著;中西部地区和中小规模城市以居住用地增长为核心,沿海城市群和重要交通轴线城市以工业用地增长为主。