基于GIS的福州应急避难所空间格局评价

日益凸显的突发性自然灾害对城市应急管理提出了更高的要求,应急避难所是其重要基础设施之一.本研究利用福州市社区尺度的人口统计数据建立高精度的人口密度分布图,根据应急避难所的容纳人数与人口密度图动态缓冲区分析计算其服务能力空间范围,对研究区内21个避难所的空间格局进行评价.结果表明,福州城区避难所建设数量不足,空间分布不均,人口服务辐射能力弱.针对福州城区避难所空间分布现状,分析了主要的影响因素,对福州城区应急避难场所选址提出了进一步优化建议,认为在人口分散区的避难所应该增加数量,适当减小规模;而在人口稠密区则可增加规模适中的避难所建设.     

城市社区空间应急疏散能力评价模型构建及其应用——以北京市交道口社区为例

以城市防灾空间中最基本的单元——社区空间为研究对象,对其应急疏散能力评价方法进行探讨。建立了基于现状空间分析的应急疏散能力评价模型,模型由应急疏散时间半径与应急疏散容量半径两个维度及应急疏散距离、道路有效宽度、道路集成度、应急疏散场所容量、社区人口密度5个因素构成。最后,通过GIS中的服务区分析及空间句法分析等技术,将模型应用于北京市交道口社区,找到交道口社区中应急疏散能力较弱的区域,为社区应急疏散空间的优化提供了依据。     

基于多智能体的地理空间分异现象模拟 ——-以城市居住空间演变为例

许多地理现象都存在一定的空间分异规律。研究地理空间分异现象的形成与发展有重要的理论意义。基于“从上至下”的方程式方法很难对这些现象的形成过程进行解析。采用“自下而上”的多智能体系统, 对复杂地理现象的分异过程进行了重现。采用java-swarm 仿真技术, 以城市居住空间分异现象为例, 模拟出城市系统从无序走向有序的过程, 为发展和验证城市理论提供了一种重要的分析手段。基于多智能体的居住空间分异模型展现了居民智能体聚集现象的产生过程及对房屋价值的影响, 比较了居民不同收入差异情况下对居住空间分异的影响。模拟结果表明居住空间分异现象是一个历史的必然; 收入差异扩大使中低收入阶层在居住的空间区位选择上处于被动地位。     

新冠疫情下城市应急医疗设施空间配置评价研究——以武汉市为例

通过数据实证分析COVID-19期间武汉市应急医疗设施的空间配置特征,构建武汉市疫情暴发期间的应急医疗设施空间配置评价体系,运用两步移动搜寻法等方法对武汉市应急医疗资源配置进行评价,提出其空间配置中的不足。研究发现,COVID-19暴发期间武汉的应急医疗设施的空间分布以核心城区为主,开放床位多集中在传统城市中心地区,周边地区的应急医疗设施空间配置上仍有不足;应急医疗设施的配置存在较大的缺口,空间分布不均衡,且综合可达性较差,可服务的研究单元较为局限,应急设施的就医可达性由城市中心从内向外依次降低。     

基于洪涝情景模拟的城市公共服务灾害应急响应空间可达性评价——以医疗急救为例

在气候变化和城市化背景下,日益频发的洪涝灾害业已成为当前中国城市面临的重大挑战,也是城市灾害管理和应急响应研究的热点问题之一。本文旨在构建一套适用于城市尺度的洪涝灾害应急响应能力评估范式,以上海市外环以内中心城区为研究区,采用洪涝数值模拟与GIS网络分析相结合的研究方法,评估了当前以及未来正常条件和不同重现期洪涝情景下,城市关键公共服务部门（120急救）应急响应的空间可达性。结果显示：洪涝淹没强度（范围和水深）、道路交通状况（车流速度）以及应急服务机构的数量和位置共同决定了城市洪涝灾害医疗急救的服务范围及响应时间;由于上海市中心城区洪涝影响范围主要分布在黄浦江两岸2~3 km以内区域,因此洪涝对整个中心城区应急医疗服务的影响有限,主要是位于滨江地区部分医院的应急响应范围较正常状态下明显减少,120急救车辆无法或延迟达到部分救援点。研究表明基于洪涝情景模拟的城市公共服务应急响应空间可达性定量化评估方法,具有重要的科学价值和实践意义,可为中国城市洪涝灾害应急管理提供决策依据。     

城市工业空间增长的多智能体模型

城市工业及基本就业空间的增长,是城市空间增长的动力源.有效模拟和预测城市基本就业空间的增长,对城市整体空间增长和城市系统的调控有着重要的作用.以城市工业及基本就业空间增长的决策主体--工业企业商和政府决策者,作为多智能体,通过多智能体之间的交流、竞争和协作,多智能体和环境间的交互作用,决定已存在工业区位的迁移和新工业空间区位的选择,形成城市工业及基本就业空间增长的动态微观模型.以珠江三角洲东部城市快速发展的樟木头镇为例,采用提出的方法模拟了该地区1988-2004年的工业及基本就业空间增长,获得了良好的模拟结果.     

基于选址理论的小城镇应急物资储备库优化配置——以北京房山区为例

按照"小城镇,大战略"的部署,我国已进入城镇化发展的关键时期.加强小城镇突发公共事件的应急管理,建立符合我国国情尤其是农村农情的应急管理模式,成为一项重大的挑战性的研究课题.针对我国小城镇应急物资储备库选址合理性定量分析研究较少的现实,基于选址理论中的最大覆盖模型原理,考虑了覆盖半径内的需求满意差异问题,构建了覆盖半径...     

基于多智能体的居住空间格局演变的真实场景模拟

多智能体建模方法为城市研究提供了一种新的研究思路.采用自下而上的多智能体方法构建真实场景的居住决策模型,并研究城市居住格局的形成和演变具有重要的理论意义和应用价值.但目前的多智能体模型通常把空间抽象为均质空间.无法反映真实的地理空间.通过对居住环境的"宜居性"评价,作为居民智能体对居住环境评价的影响因子.将多智能体模型与GIS相结合.为智能体模型提供一个异质的、动态变化的模拟环境.由此居民智能体根据自身的经济状况以及对居住环境的偏好不断地调整其在城市中的居住地,模拟出城市居住空间格局的演变过程.将模型应用于广州市海珠区,其模拟的住宅价格空间分布与实际情况相关系数在0.6以上,说明模拟结果与实际的情况比较吻合.模拟结果在一定程度上为理解和探讨居住空间格局的成因和动态变化提供帮助,为发展和验证城市理论提供一种重要的分析手段和模拟方法.     

基于矢量的城市扩张多智能体模拟——以广州市番禺区为例

运用自下而上的多智能体建模方法构建城市扩张模型,研究城市扩张的基本特征和规律,对新型城镇化建设具有重要的理论和现实意义。但传统的多智能体模拟大多是基于栅格数据构建,不同的格网大小、邻域形状及邻域大小将产生不同的模拟结果。为克服传统栅格数据受模拟尺度的影响,采用城市土地利用现状图,构建矢量多智能体城市扩张动态模型。智能体依据“宜居性”评价指标,并遵从个人偏好,选择合适区位,模拟城市扩张的时空动态过程。将模型应用于广州市番禺区,模拟了其2003-2008年城市扩张情况。最后将模拟结果与实际土地利用现状图进行对比,结果表明,地块的转化精度为63.09%,非转化精度为90.74%,总精度为85.83%,具有较好的模拟精度,可以为新型城镇化建设提供有效的决策支持。     

基于改进潜能模型的城市医疗设施空间可达性——以上海市杨浦区为例

引入人口规模因子和医疗设施等级规模影响系数改进潜能模型,基于GIS空间分析技术,以上海杨浦区为例对其医疗设施空间可达性进行研究。结果表明：杨浦区医疗设施空间可达性分布不均,大桥街道、定海路街道及殷行街道部分区域医疗设施空间可达性较高;中部区域一些街道存在同等级医院位置密集、医疗资源相对集中的情况;杨浦区三级医院的居民就医空间可达性整体优于二级、一级医院。改进的潜能模型综合考虑了居民点人口数量、医疗设施与居民点之间的出行阻抗、以及医疗设施的等级规模对居民就医选择的影响,能更合理地评价医疗设施的可达性。研究结果可为城市医疗设施科学规划与决策提供依据。     

Integrating multi-agent evacuation simulation and multi-criteria evaluation for spatial allocation of urban emergency shelters

The timely and secure evacuation of residents to nearby urban emergency shelters is of great importance during unexpected disaster events. However, evacuation and allocation of shelters are seldom examined as a whole, even though they are usually closely related tasks in disaster management. To conduct better spatial allocation of emergency shelters in cities, this study proposes a new method which integrates techniques of multi-agent system and multi-criteria evaluation for spatial allocation of urban emergency shelters. Compared with the traditional emergency shelter allocation methods, the proposed method highlights the importance of dynamic emergency evacuation simulations for spatial allocation suitability analysis. Three kinds of agents involved in evacuation and sheltering procedures are designed: government agents, shelter agents, and resident agents. Emergency evacuations are simulated based on the interactions of these agents to find potential problems, for example, time-consuming evacuation processes and road congestion. A case study in Jing’an District, Shanghai, China was conducted to demonstrate the feasibility of the proposed method. After three rounds of simulation and optimization, new shelters were spatially allocated and a detailed recommended plan of shelters and related facilities was generated. The optimized spatial allocation of shelters may help local residents to be evacuated more quickly and securely.     

An individual cognitive evacuation behaviour model for agent-based simulation: a case study of a large outdoor event

Route selection is a complex issue in simulating the pedestrian’s walking behaviour during the evacuation. In many current studies, the agent-based model has been widely used to simulate the individualized behaviour, and growing concern is given to the cognitive aspects in route selection. However, the influence of incomplete spatial knowledge and the preferences for different routing strategies has not been fully considered. To represent more reliable route choice by different pedestrians, this study presents an individual cognitive evacuation behaviour model which is mainly focusing on the individual differences in routing strategy and spatial knowledge. The model consists of two major components, namely the multiple routing strategies and personalized spatial cognitive road network. Based on a review of the previous studies, the potential factors that may affect the evacuation behaviour were discussed. The quantitative relationships between these potential factors and the pedestrian’s routing preference, as well as the possibilities of recognizing different roads, were explored using the regression method. As a case study, the proposed model was implemented using the data collected from a field survey of a real outdoor event. When applied in an agent-based simulation, the implemented model will support more reliable simulation of route choices corresponding to the pedestrians’ behaviour in the real event.     

基于疏散行为的震灾避难场所服务效率评价

科学评估避难场所的服务效率是提高城市应急水平的前提。传统对避难场所服务效率的评估多偏重于避难场所空间布局的合理性,缺少对避难者的空间布局和避难行为等避难需求的考虑,这会使评估结果造成偏差,从而容易引起资源配置的低效率。本文构建了多主体模拟模型,模拟避难者灾后对避难场所的选择、奔跑、安置等关键疏散行为过程,量化评估该地区避难场所服务效率。本文对比了两种量化评估指标在同一案例评估的差异性,一种是传统方法中空间可达性(服务半径覆盖率),一种是利用疏散行为模拟计算出的避难成功率;北京市海淀区的实证研究显示两项指标在同一案例区有巨大差异。这一分析结果显示,传统评估仅利用服务半径覆盖率这一指标来分析避难场所布局现状及规划的合理性存在不足。通过避难疏散行为的模拟发现,以下指标的使用有望辅助提高评估的真实性：①避难场所的利用效率。由于设施的利用效率不均衡,会导致避难场所超容或闲置的情况。在充分考虑避难场所的有效服务面积和服务人口的基础上,设计“人均避难面积”等反应利用效率的指标就显得十分必要。②避难标识系统的连通性。避难模拟的实验显示避难标识系统可能对避难者逃生疏散具有分流和引导作用,据此,避难场所与周边居民区的标识系统的连通性也是评价其服务效率的关键指标。     

The characteristics of oasis urban expansion and drive mechanism analysis: a case study on Ganzhou District in Hexi Corridor, China

Ganzhou District is an oasis city in the Zhangye Municipality of Gansu Province,China.Based on multi-temporal TM and ETM satellite remote sensing data in 1985,1996,2000,and 2012,and by using corrected figures of land use status over the same periods,the spatial area of Ganzhou District since 1985 was extracted with statistical methods,and urban spatial expansion was measured by quantitative research methods.The characteristics of spatial expansion of Ganzhou District were analyzed by urban expansion rate,expansion intensity index,compactness,fractal dimension,and the city center shift method.The results showed that the built-up area of Ganzhou District increased by 3.46 times during 1985–2012.The expansion in 1985–1996 was slow,during 1996–2000 it was rapid,and during 2000–2012 it was at a high speed.This city mainly expanded to the northeast and northwest.Government decision making had a decisive influence on urban expansion.Initially the expansion was uniform,but later the local transportation,economy,resources,population,and national policies factors had an obvious influence on urban expansion.     

城市三维景观格局时空分异特征研究——以大连市中山区为例

以大连市中山区2003年、2013年城市三维建筑数据为基础,选取三维景观指标,运用ArcGIS空间分析方法从多个角度来研究城市10年间建筑景观格局时空分异特征。结果表明：① 大连市中山区建筑加权平均高度和体积分别增加7.87 m、277.25×10⁴ m³;地块覆盖率减少了16.27%,容积率增加了20.67%,反映出城市水平和垂直空间分别呈收缩、扩展的态势。② 中山区城市天际线起伏差异明显,东—西方向呈逐渐增高的趋势,南—北方向呈“北部高峰,中部和南部平缓”格局。城市高层建筑主要集中于城市的西北部,且2013年建筑最高点中心裕景比2003年宏进大厦高140 m。③ 建筑覆盖率和容积率在空间分布上差异明显,低和极低覆盖率与容积率地块所占比例大,分别增加了8.3%、-4.33%;高和极高覆盖率与容积率地块所占比例少,且集中分布在青泥洼桥和人民路街道。④ 2003年超高层建筑在空间分布上呈“聚集—离散”状态,即在距离660 m尺度范围内呈聚集状态,大于660 m时呈离散分布,其他三种建筑类型在空间上都呈一定的聚集分布状态;2013年4种不同类型建筑在空间分布上都呈现一定的聚集分布状态,聚集程度为：超高层建筑>低层建筑>多层建筑>高层建筑。     

基于空间点模式分析的城市管理事件空间分布及演化——以武汉市江汉区为例

城市网格化管理系统经过多年运行积累了大量历史事件数据, 这类事件数据在空间上呈现明显集聚分布。确定事件发生的空间分布以及衡量空间分布的集聚程度, 能够为城市管理资源的合理调配、划分提供重要的决策支持。本文应用空间点模式分析方法, 对2011 年1-8 月间武汉市江汉区城市网格化管理系统中的两类主体事件(占道经营和垃圾处理类)进行分析, 研究发现:占道经营事件的“热点”区域1-8 月总体呈减少趋势, 而垃圾处理事件的“热点”区域整体呈递增趋势;两类事件呈现明显的空间集聚, 其特征空间尺度都为1000 m左右。研究表明, 空间点模式分析方法能够为城市管理者提供一种针对城市事件空间集聚模式的直观的可视化分析手段, 以及对空间集聚程度的定量分析方法, 并可为进一步统计建模分析奠定基础。     

基于约束性CA的大都市郊区城镇增长的情景模拟与管控——以武汉市江夏区为例

大都市郊区是快速城镇化进程中空间演变最为频繁、人地矛盾最为突出的区域,尤其在中国加快推进“就地就近”城镇化战略的背景下,把握大都市郊区小城镇土地利用时空变化过程及其演变机制,对制定科学合理的管控政策和优化都市空间结构具有重要的现实意义。约束性元胞自动机(constrained Cellular Automata, constrained CA)能够通过简单的规则模拟复杂的城市动态演化过程。本文将土地利用总体规划指标、城镇空间发展战略布局、土地利用开发适宜性等,嵌入约束性CA的转换规则中,采用Logistic逐步回归法分析土地利用空间影响因素,对严格约束下的武汉市江夏区2020年土地利用进行情景模拟分析,并提出城市增长管控手段。结果表明：①研究时段内,江夏区城镇用地呈低效外延式扩张,土地利用集约节约程度较低,其人口规模并未有较大增长,对主城区人口的分散作用尚未真正形成;②约束性CA在模拟大都市郊区演化方面具有较高的可靠性,能够真实反映近郊小城镇的未来空间布局与结构,模拟结果与土地利用规划和城市规划较为契合;③将规划目标导向与现实发展趋势下的模拟结果进行叠加分析,可确定城镇增长需求与规划指标调控间冲突的空间分布,从而划定土地督察的重点监测区域,为加强大都市近郊区的违法用地监查和土地利用管控提供先验的预警知识。