基于GIS-CA情景模拟的京津冀地区存量工业空间转型更新机理研究

Beijing-Tianjin-Hebei Region is one of the most important city cluster in China, the urbanization rate of the central cities in it has reached the upper area of the internationally accepted standard. In this situation, inventory optimization will be the main spatial resources for urban sustainable development, and the inventory industrial space would be the most motivated for transformation and renewal..The project should be a research plan to find the best solution for transformation and renewal by simulating the whole process of transformation. The study is going to start from carding for the layout status and characters of the inventory industrial space in the Beijing-Tianjin-Hebei Region, followed by selecting 8-10 typical area as research objects at the same time establishing the ArcGIS Geo-Database. The researchers in the project try to study the motivation mechanism of transformation and renewal for inventory industrial space and seek the driving condition of self-organization power and manual intervention power under the different transformation Scenarios, then analyze the relative items, impact factors and renewal and evolution rules. After that we would like to develop the simulation technology for transformation by coupling the GIS platform and CA modeling to create the ISCA model (Inventory Space Cellular Automata), followed by programming for renewal and evolution rules and simulating the transformation desire, transformation process, and transformation effect for different scenarios cases. At last, we plan to discover the methods of evaluation and decision under the consulting and sharing to let more groups of different benefit participate the decision process. To do all the above is for seeking the scientific method of planning and research for transformation and renewal of inventory industrial space.

京津冀是我国东部重要城市群，其核心地区城镇化率已进入国际公认的上限区间，存量优化整合被提升为主导发展策略；在此背景下，存量工业空间的再利用成为城市持续发展的重要空间资源。本项目是一个通过研究和模拟多种可能的转型过程来探讨存量最佳利用途径的研究计划。研究从京津冀地区存量工业空间布局特征的梳理入手，选取8-10个具有转型条件的典型片区为具体研究对象，建立基于Geo-Database的专题数据库。深入研究存量工业空间转型更新的动力机制，探索多个转型情景模式下的自组织动力与人工干预动力的驱动条件；系统解析转型的关联要素、影响因子和更新演化规则。将地理信息系统与元胞自动机模型耦合集成“存量空间元胞自动机”（GIS-CA）模型，进行更新演化规则的算法转译，并模拟不同情景方案的转型欲望、转型过程、转型效益和触媒作用。研究多方协商、利益共享的存量规划评价决策方法。探索存量工业空间转型更新的科学规划模式。

本项目建立了城乡规划学、地理学、管理学、智能计算科学组成的跨学科研究团队，包括2名教授、4名副教授、1名讲师和3位硕博士研究生。团队高效完成了全部既定研究目标，并围绕核心目标和关键科学问题补充拓展了多个研究内容。团队始终聚焦研究和模拟工业用地转型更新过程的多重可能性，并以此探讨京津冀地区存量工业空间的最佳利用途径。在天津、北京、唐山等地选取了典型存量工业片区开展实证研究、解析转型动力机制的多因子约束规则、建构基于历史数据训练的GIS-CA 模型、提出了存量工业空间转型评价体系和制度优化建议，并将研究成果应用于多个工业片区更新规划实践。研究团队先后在国内外高水平刊物和学术会议上发表论文40篇，其中核心期刊论文14篇、会议论文26篇，开展专题学术报告9次，并按计划赴英国、日本开展了多次国际合作，完成9名硕士研究生的培养。项目成果“存量工业空间转型更新理论”在京津冀地区具有创新性与适用性，GIS-CA模型在唐钢南区更新规划等多个实践项目中起到关键作用，为政府科学决策提供了有效工具。项目初步探索了运用智慧技术手段实现精准化、定制化的城市更新治理方法，初步建立京津冀城市运行多元数据库，为项目团队后期延续开展存量社区更新等相关领域研究奠定了基础。