基于多主体系统的区域功能区位选择与演化模拟研究

通过GIS与多主体建模方法，实现"自下而上"与"自上而下"相结合的技术方法对城市及其所在区域功能区位进行研究，将人口、社会、经济与现实的地理结构结合起来，改变原来对于区位的静态式忽略主体的研究方式，把近年来发展的多主体的思想和技术应用在区域的空间功能区位研究上，探索区域或城市的功能区位选择与空间结构演变过程。课题研究中，根据研究区人口分布和流动特点、区域土地利用结构特征和影响因素、区域经济的产业空间分布特征，作出区域环境美学质量评估，探索不同时段内区域功能区位演化特征；系统地应用经济学理论和现代空间分析模型，构建模拟系统动态地模拟区域功能区位结构变化过程，从而获得对区域功能区位时空结构变化规律性的研究的新模式和新视角。结合典型性研究区广州市及其管辖行政区域进行研究，为区域一体化成长管理理论和方法的进展提供新的思路。

区域空间区位的开发与利用受到人口、资源、环境等因素的影响，呈现出复杂的空间差异性。探讨区域内空间区位的功能差异，让区域与城市得到有序发展，实现区域内人口和经济、资源环境均衡，成为摆在人们面前亟待解决的课题。本项目通过GIS与多主体建模方法，以广州市为研究区域，探索城市功能区位选择与空间结构的演化规律，主要研究成果如下：. 1）通过探讨微观个体与城市外部环境之间的相互作用、智能体之间的竞争协商机制，提出了基于多主体系统的区域空间结构模拟框架。框架由多智能体、决策规则、影响因素、智能体移动层等部分有机耦合而成。该方法应用于城市居住空间结构模拟。模拟结果动态地展示了随着经济的发展及交通工具的进步，城市居住空间形态逐渐出现了经典的paradise、paradise Lost、paradise Regained等阶段，且各阶段不同收入人群在空间呈现近似圈层式分布结构，为揭示区域功能分区的演化规律提供了重要的分析方法。. 2）通过分析区域功能分区结构的影响因素，以城市开放空间对居住空间结构影响为例，采用“自下而上”的多主体建模方法模拟“点、线、面”三种形式的开放空间对城市居住空间结构的影响。研究结果表明：多主体系统可以通过简单微观个体的行为模拟出开放空间对城市居住空间结构影响这一宏观现象，有助于分析城市开放空间的分配及规划方案、辅助城市建设和城市规划政策的制定。. 3）在多目标和大型空间尺度约束条件下，提出了基于多叉树蚁群算法的区位选址优化方法。对地理空间进行多叉树划分，借助信息素的通讯间接协作以获得理想的候选解。该方法应用于广州市的地理区位选址，取得了良好的实验结果，为区域最佳效用位置的遴选问题提供解决思路。设施选址的集聚程度的分析有助于提高区域功能区位选择的科学性与实用性。. 本研究注重多主体模拟与GIS空间分析技术的结合，动态模拟区域功能区位结构的变化过程，为区域功能区位时空结构变化规律性研究提供了新思路。在多主体模拟框架的构建、区位选址、居住空间结构影响分析等方面取得了创新性成果。