大城市居住用地扩展的多主体模型研究

以武汉市部分地区为例,运用多主体模型(MAS/RE)在Arc/Info平台上对该地区的居住用地扩展进行了模拟尝试。研究显示,MAS/RE模型对于理解主体行为对居住用地扩展过程的影响是合适的,特别是在对时间、空间和行为复杂性的表达上具有优势,从而能够为政府和城市规划者制定规划政策提供依据。     

大城市居住用地扩展特征及驱动力分析——以南京市中心城区(长江以南)为例

针对城市建成区的空间异质性不能反映城市居住空间结构的问题,该文选取南京市中心城区(长江以南)2001—2007年的新增居住用地,从扩展方位和强度两方面分析空间扩展特征,以直方图和Logistic回归模型揭示主导驱动因素。结果表明东北、东南、西南方向是新增居住用地的3个主要扩展方向,分别对应仙林新市区、东山新市区和河西新城区;居住用地扩展是多种驱动因素共同作用的结果,人口和经济驱动因素对郊区居住用地增加影响显著,对主城区影响有限,自然和政策驱动因素中反映政府政策的政府建设用地规划区是最重要的主导驱动因素,其次为与小学的距离,最后为与地铁站点的距离。     

多智能体的城市精细尺度人口估算模型

针对传统人口空间化模型普适性较差,且数据处理较依赖人工操作等缺陷,该文提出了一种基于多智能体模型从微观个体的居住选择入手,在以往学者研究的基础上同时考虑居民居住建筑的内、外部环境因素模拟人口居住空间分布。创新性地以人口智能体为中心,结合GIS利用地理国情数据、POI兴趣点数据、夜间灯光数据、遥感影像数据来模拟居住环境,将心理学和经济学观点引入到智能体对居住地选择的决策行为中,结果表明,基于建筑物内、外部环境的多智能体人口空间分布模型,可以获取高空间分辨率的人口分布情况,且更接近于实际人口分布。     

基于RS的城市居住用地集约利用评价及驱动力分析——以大庆市龙凤区为例

以大庆市龙凤区居住用地为研究区域,以遥感数据为主要数据源,构建了龙凤区居住用地集约利用评价指标体系,运用基于灰色关联度的多因素综合评价法定量分析了2010年龙凤区居住用地集约利用水平及空间差异特征,并在此基础上采用主成分分析法,进行了驱动力分析。研究结果表明:龙凤区居住用地集约利用水平较低并且空间差异显著,黎明区块居住用地集约度最高,卧里屯区块居住用地集约度最低。技术因素是影响龙凤区居住用地集约利用水平最重要的驱动因素。     

基于劳动力市场均衡的人口多智能体模拟——快速工业化地区研究

已有的多智能体人口模型没有考虑劳动力供需关系对人口空间分布的影响,在快速工业化地区模拟中具有局限性。提出了基于劳动力市场均衡的人口空间分布模型(SPM-ELM),建立了经济发展的劳动力需求与人口劳动力供给之间的关系,利用多智能体方法对劳动力市场均衡条件下的人口区位选择行为进行了建模,实现人口规模估算与空间分布模拟。并选取东莞市作为试验区验证了SPM-ELM模型的有效性。     

基于多智能体的城市居民通勤仿真研究

通勤是人们周期性往返于居住地与工作地之间的行为,研究城市居民的通勤过程有利于分析高峰时期的交通拥堵问题并为制定相应解决方案提供依据。为此,本文提出了一种基于多智能体的交通仿真框架,包括乘地铁和公交车两种主要的公共交通出行方式。论文重点讨论了利用职住数据模拟交通过程的方法,首先,根据居民的居住地与工作地构成的OD(起止点)矩阵为其分配路径,然后利用提出的框架进行交通仿真,最后基于仿真结果统计需要的交通特征。论文以深圳市为例进行试验,结果表明,提出的方法能较好地模拟居民通勤行为的过程和统计交通流大小等特征。     

基于多智能体与GIS集成的体育场人群疏散模拟方法

研究了基于多智能体与GIS集成的体育场所人群疏散模拟的方法,推演、提出了模拟模型的总体框架与数学表达式,讨论了移动人群智能体移动决策的表达与实现技术,设计并开发了模拟原型系统。以上海体育场主体育中心为案例实现了对观众离场的全过程模拟,为应急情况下的决策处理提供了一个有用的可参考范例。     

SARS传播动力学模型及其多智能体模拟研究

本文建立了SARS时空动力学传播模型，并应用多智能体技术研究个体尺度上SARS时空传播行为的模拟方法。基于虚拟地理环境系统平台，本文采用Java和VRML开发工具，研发了SARS传播与控制的智能体模拟原型系统，并以SARS在虚拟社区的传播为例，开展了SARS时空传播行为模拟的初步试验以及反映SARS疫情控制效果的参数敏感性分析。     

利用注意力机制的城市居住用地遥感监测及分析

针对我国大城市居住用地的地块级精细结构和宏观空间分布格局，该文提出了一种区域尺度的城市居住用地遥感提取方法。基于Swin Transformer构建UPerNet神经网络，并结合后处理方法构建城市居住用地提取模型。利用资源三号遥感影像，对全国36个重点城市开展居住用地提取，同时进行景观格局分析以及与人口数量、房价等社会经济因子的相关性分析。结果表明，提出的方法能够准确地提取城市居住用地，F1值为84.43%,交并比为73.05%;居住用地面积在选取城市中的平均占比为22.76%,经济发达城市居住用地面积占比较低；部分城市存在过度发展房地产的现象。该方法能够应用于城市居住用地的微观结构监测与宏观差异比较，对优化城市居住用地空间布局、调整住房供给结构具有支撑作用。     

面向建设选址的多智能体城市空间规划模型

基于多智能体(Multi-agent)之间的动态信息反馈提出了交互式多智能体城市空间规划模型。在模型中,多智能体之间可即时交流信息,并经由反馈与协调等行为获取一致决策意见,最终得到各方可接受的城市规划方案。以长沙市岳麓区内建设项目选址为例,开展了模型实验。研究结果表明:多智能体交互式城市空间规划模型能够较好的模拟不同情景下参与城市空间规划的各类Agent之间的交互行为,并可提供多角色参与城市规划时空间冲突问题的解决方案。     

盘龙江子流域不透水表面扩张模拟

为促进盘龙江子流域的城镇化进程及保护水环境,该文模拟预测了该地区不透水表面的时空格局:通过分析流域不透水表面扩张的影响因子,建立了智能体分类体系及行为与决策规则;构建了流域的不透水表面变化模拟模型,模拟出流域2002—2013年的土地利用变化,并且验证了其模拟精度;在此基础上模拟预测了盘龙江流域2014—2020年间的不透水表面扩张趋势。研究结果表明利用智能体建模方法较为适合模拟滇池流域盘龙江子流域不透水表面的扩张过程。     

天津滨海新区居民用地扩展动态变化研究

本文以天津滨海新区为研究区,以1989年和2009年的Landsat TM遥感影像为数据源,采用综合分类法和二值化方法提取居民用地信息,运用GIS空间分析、扩展面积、扩展强度指数等模型对研究区20年来的居民用地扩展情况进行动态监测,并分析了居民用地方位变化情况,简述了居民用地扩展带来的影响。结果表明,从整体角度看,滨海新区20年来,研究区内的居民用地面积总体扩展了3.35倍,北部发展最快。     

天津滨海新区居民用地扩展动态变化研究

本文以天津滨海新区为研究区,以1989年和2009年的Landsat TM遥感影像为数据源,采用综合分类法和二值化方法提取居民用地信息,运用GIS空间分析、扩展面积、扩展强度指数等模型对研究区20年来的居民用地扩展情况进行动态监测,并分析了居民用地方位变化情况,简述了居民用地扩展带来的影响。结果表明,从整体角度看,滨海新区20年来,研究区内的居民用地面积总体扩展了3.35倍,北部发展最快。     

一种人群疏散模型的改进及轻量实现

针对传统人群疏散模拟中基于多智能体模型不能准确表达人群躲避行为和缺少轻量级实现形式的问题,该文提出了一种改进的BOIDS模型躲避规则算法并实现基于WEB形式的人群疏散模拟。先用线球相交方法设置智能体的定义区域;再用球球相交方法计算智能体与障碍物间的距离;最后实现了智能体躲避障碍物行为,并实现针对具体疏散区域空间特征的人群疏散模拟轻量级表示。实验结果表明:改进算法能够准确地表达智能体躲避障碍物时的行为习性,研究成果可为相关管理者进行应急疏散指挥工作的开展提供信息化服务。     

基于多Agent的动态路况信息服务系统仿真研究

基于GIS空间数据模型和多智能体,研究了一种多智能体协作动态路况信息服务系统,通过智能体之间的协作预测路网交通流量在时间和空间的分布,提供更贴近实际状况的诱导路径。在此基础上,基于Swarm平台和Java语言开发实现了实验原型系统,利用实验数据进行实例模拟,对实验结果进行了分析,并对后续的研究工作提出了展望。     

基于GIS与多智能体的人群疏散模拟

应急疏散存在复杂性与多变性,传统的模拟方法难以真实刻画应急疏散的复杂动态过程。作为应急疏散领域的新兴研究方向之一,基于多智能体（Multi-Agent）的建模方法通过微观个体的相互作用而产生宏观全局的格局,适合研究应急疏散等复杂问题。本文在复杂适应系统理论的启示下,将多智能体思想引入到人群疏散模拟领域中,将地理信息系统（Geographic Information System,简称GIS）与多智能体技术结合,从空间个体行为的微观角度入手,对疏散动态模拟进行了研究,构建了基于GIS与Multi-Agent技术的疏散仿真模型,呈现了灾害情境下人群的动态疏散过程,实现了GIS空间信息数据的动态表达,对应急预案的制定、救灾设施的建设与管理以及应急疏散工作的开展等具有重大意义。     

基于元胞自动机和多智能体系统的城市人口空间分布研究

城市人口预测和空间分布模拟是人口社会学、城市规划、地理信息科学等领域的热门问题,其在灾害评估、资源配置、智慧城市建设等方面应用广泛。但小尺度人口数据部分缺失的问题经常出现,城市人口空间分布模型分辨率的提升仍需进一步研究。为此,提出一种基于元胞自动机和多智能体的方法,并考虑土地分类和公共设施的位置信息。通过确定元胞属性值,多智能体进行自主移动以确定人口空间分布,继而生成北京市人口空间分布图。为验证模型模拟结果,对北京市部分街道级行政区人口数据进行检验,结果表明:该方法生成的人口空间分布模型精度较高,结果可信;该模型对人口空间分布预测精度在街道尺度普遍优于6%,空间分辨率达到30m×30m。同时,提出可结合人口预报数值推定未来数年城市人口空间分布。经验证,模型所采用的人口预报方法精度和可信度较好。     

基于 GAMA 平台的多智能体应急疏散仿真模型

应急疏散的研究对象是一个复杂的社会系统,利用多智能体模型可以有效模拟人群复杂的社会行为。将多智能体模型应用于应急疏散领域,设计5种类型的智能体实体,构建多智能体应急疏散仿真模型,从被疏散个体的相互作用行为入手,研究整个被疏散群体的行为特征。基于GAMA平台,实现以矢量地理空间数据为基础的多智能体应急疏散仿真模型,通过仿真实验,动态呈现整个应急疏散过程。对灾害、突发事件应急疏散指挥,应急疏散设施建设、城市规划设计等工作具有重要的意义。     

面向地理环境主体GIS初探

依据人地关系理论,提出发展面向地理环境主体的GIS理念。面向地理环境主体的GIS,主要研究在相关地理生态与社会经济环境中关于主体时空分布、社会经济活动行为时空特征与规律的表达、计算、模拟与分析。探讨了面向地理环境主体GIS的主要特征,以及智能体建模、时空行为数据模型与可视化表现方法。     

基于遥感的城乡人口分布模拟——以松原市为例

利用遥感数据模拟基于居民地的人口空间分布,须解决两大难题：①居民地类型、面积、位置的精确获取;②居民地类型、面积与人口数量间的关系。本文根据地理意义和数学意义,对经典的城市人口-面积异速生长模型进行扩展,推导出城乡人口-面积统一模型。进而以松原市为例,以1∶5万地形图为辅助数据,建立居民地分类体系,利用ETM影像提取居民地信息,在以上模型的基础上采用“城乡人口分割”算法模拟城乡人口的空间分布。本研究方法可为中尺度人口分布的理论与应用研究借鉴。