多智能体城市规划空间决策模型及其应用研究.pdf

摘要城市空间系统是一个复杂系统,其空间演化以大量具有能动性、适应性的微观行为主体笠怠⒕用瘛⑴┟褚约案骼嘧橹以及行策行为。传统的城市规划空间决策模型因其静态特征,无法反映出大量微观行为主体在城市规划空间决策互动行为中的时间维累积和空间维聚集过程,较难有效表达城市规划参与者的空间决策行为,规划结果的现势性、可接受程度均受到了一定限制。本文面向城市规划的实际需求,尝试结合多智能体系统、地理信息科学、计算机科学以及智能科学的相关理论和技术,构建可以清晰表达城市规划参与行为主体决策时空显性特征的城市规划空间决策模型,并基于所构建模型,开展了长沙市城市规划空间决策模拟与分析应用研究,辅助认识和解决城市规划过程中所遇到的相关非结构化问题,以期提高城市规划空间决策的科学性与合理性,为促进城市的可持续发展决策提供先进的技术方法与参考借鉴。主要的研究结果如下:体系,构建了以多智能体系统为核心的城市规划空间决策系列模型。因解释方面的能力大大提高,同时还可弥补传统的基于某鞘泄人们对城市空间系统演化表象之下的作用机制和交互过程的理解。远嘀悄芴逑低忱砺畚;。⒊鞘型恋刈试词奔浜涂间配置规则,构建了动态且能描述影响城市土地扩张的智能体间互动关系的城市土地扩张模型,模型对于解释城市土地扩张的成因、理解智能体行为对城市土地扩张过程的影响是合适的,且具有较高的模拟精度,能够为政府和城市规划者制定用地政策提供辅助决策支持。诙嗄勘暝际拢岷铣鞘型恋乩每占溆呕渲梦侍獾实际,集成多智能体系统与启发式算法构建了多智能体进化城市土地利用空间优化配置模型,该模型不仅能获取合理、可行的城市土地利用优化配置结果,并且具有良好的运行效率和目标优化能力。诙嘀悄芴逑低持С窒拢菇艘恢只谛畔⒍蠢』为主体与环境的非线性相互作用为特征,产生出非连续的城市空间决杓屏嘶诙嘀悄芴褰换サ某鞘泄婊占渚霾咝形:凸嬖较基于元胞自动机的城市规划空间决策模型,在城市空间系统演化成划空间决策模型在过程模拟能力方面的不足,加强其表现力,有助于
制的多智能体交互式空间选址模型,使参与城市规划的智能体之间频繁的交流各自所拥有的知识与信息,最终达成一致决策意见,形成对选址问题的解决方案。该模型所设计的信息动态反馈机制能够有效的表达智能体的交流与学****过程,也使多智能体交互式选址模型优于传统选址模型中常用的空间叠加分析方法,从而为城市建设项目用地选址提供行之有效的解决方案。灾胁康厍湫统鞘小⒊ぶ晏冻鞘腥骸傲叫蜕缁帷备母锸验区核心区域—长沙市市区为例,基于所构建模型,开展了长沙市城市土地扩张、多目标城市土地利用空间优化配置、建设项目选址应用研究,模拟和分析了长沙市城市规划空间决策问题,为该区域的城市规划和管理提供了理论依据和决策支持。多智能体城市规划空间决策模型还处于理论探讨阶段,留下了巨大的后续研究空间,其理论深度、模拟精度、可推广性有待进一步探讨。关键词城市规划,空间决策,多智能体系统,ど
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第一章绪论研究背景及意义变暖、生态环境恶化、自然灾害频发壕匀死嗟纳婧头⒄构钩裳现赝开展城市空间演化过程表达、分析、模拟与决策支持等研究,探讨城市规划智能研究背景世纪人类正面僮湃蚧肪澈腿蛏缁峥沙中⒄沟木薮筇粽健兰以来,全球环境以前所未有的速度发生变化,一系列全球性重大环境问题【¨】。许多与全球化相联系的重大变化发生在城市,世界观察研究所年发表的调查报告表明,虽然城市面积只占陆地面积的ィ巧钤诔鞘欣锏人进行活动所排放出的凑甲芘欧帕康ィ鞘腥丝谙牧斯ひ的静淖使用量的%、生活用水总量的%,全球城市消耗了的世界能源,贡献了的世界污染物。改革开放以来,我国城市化快速发展。据统计,城市化水平由年的.%提高到年的.%,年平均增长ァ0樗娉鞘谢水平的提高,城市基础设旌建设取得重要进展,城市公共服务设施不断完善,城镇居民生活水平和文明程度显著提高,但快速城市化也引发了诸如用地快速扩张、能源消耗过高、环境污染加剧等问题一为了解决这些问题,开展对城市化过程的定量分析研究势在必行,而区域城市规划作为城市化过程的重要管理手段和调控工具更是引起了国内外学者的广泛关注。传统的城市规划主要借助经验分析和数学模型等方法分析和管理城市化过程,缺乏对城市化过程的空间分析。地理信息系统,作为一种计算平台,不仅能够完成空间数据输入、存储、管理、显示输出等功能,更重要的是具有空间分析功能,。然而,鄙僮晕已暗哪芰Γ荒茏晕揖来硇U膊荒芡ü验改善自身的性能以自动获取和发现所需要的知识、模式和规则,随着城市规划分析应用需求的多源化、