基于智能體技術的城市空間結構自組織動態(tài)性演變分析與模擬方法研究.pdf

1、城市空間結構復雜性體現(xiàn)在城市是一個復雜的適應性過程，而適應性的重要特征則在于它的開放性。由于城市是一個遠離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)，城市系統(tǒng)的結構在外界物質、能量和信息的不斷輸入的刺激下，結構在不斷發(fā)生變異和轉化，這個過程是非靜態(tài)的，會出現(xiàn)非對稱的漲落現(xiàn)象。城市的這種自發(fā)現(xiàn)象，是空間結構增長中的自組織現(xiàn)象。自組織性是對平衡與恒定的否定，并能在新的層次上達到相對穩(wěn)定有序的結構，沒有不穩(wěn)定性，就無法打破舊的平衡，新的平衡就難以建立，空間就難以發(fā)展進

2、化。
　　本文以復雜系統(tǒng)下的城市空間結構為研究背景，從城市建模角度，探討自下而上的規(guī)劃設計方法、設計分析、模擬和思維模式。結構與行為是論文研究的主體，對結構的描述與分析試圖從多種學科角度，尤其從系統(tǒng)分析的角度去理解和剖析。對行為的描述主要指系統(tǒng)行為。在城市系統(tǒng)中，城市結構的演變是系統(tǒng)行為的表達方式，而結構的演變也是結構與環(huán)境兩者共同作用和決定的。因此，對城市結構演變的過程研究無法脫離對城市結構的系統(tǒng)分析，而城市結構演變過程中的涌現(xiàn)

3、或突現(xiàn)現(xiàn)象也往往是高層次結構元素相互依存的結果。研究目標和研究核心是試圖尋找城市空間結構的內在秩序和規(guī)律，通過模型的建構和量化的數(shù)據(jù)為城市規(guī)劃、管理或政府決策提供依據(jù)和基礎。
　　論文的研究目標分為宏觀、中觀和微觀三個層次，期望從三個不同的層次探討動態(tài)城市模型在不同空間尺度中的應用。宏觀是從市域的角度構建城市及其周邊區(qū)域演化模型，中觀是從城市的角度構建城市模型，微觀是從村落的角度構建村落空間演化模型。三個不同的空間尺度代表了城市在

4、發(fā)展過程中不同的發(fā)展階段。城市元胞自動機與GIS的結合可以構建大尺度城市模型，而基于多智能體建模則適合于在微觀領域引入文化和社會等因素，探討人的決策與活動對空間結構和形態(tài)演化產生的作用。同時，通過建立中國城市和村落模型，測試元胞自動機和多智能體模型在中國城鎮(zhèn)案例研究中的可行性、問題與發(fā)展?jié)摿?，并探討中國城市模型與西方發(fā)達國家城市模型的差異與應對。
　　論文通過建立三個等級大小不同的人類聚居地模型，認為城市作為復雜系統(tǒng)，對于政府部門