基于Ca-MAS的城市保障房用地演化模拟研究

• 作 者: 王圆圆
• 机 构: 东南大学
• 出 处: 东南大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 城市保障房 土地利用 元胞自动机 动态模型

城市系统是一种在人文、经济、环境、人口、交通、居住等因素共同影响下形成的复杂、非线性的系统，其中，城市土地扩展是城市系统发展的一方面，模拟城市土地利用变化对研究城市发展具有重要意义。此外，大规模保障房住区是我国加快推进保障性安居工程建设、实现人民住有所居阶段的现代化产物，具有鲜明的时代特色。据不完全统计，全国已有15个一、二线城市已建成和在建的超百万平米的大型保障房住区22个。这对解决城市中低收入群体住房困难、缓解住房社会矛盾具有重要意义，但现行保障房在空间布局上没有充分考虑被保障人群的需求因素，存在选址偏远等问题，增加了低收入家庭的成本负担。因此，本文利用元胞自动机(CA)和多智能体(MAS)在土地利用模拟方面的优势，综合保障房土地转化的自然因素、社会因素，以及政府决策和居民需求，构建模拟保障房用地变化的动态模型。具体工作如下:　　首先，本文通过文献综述法，对保障房选址的决策因素进行梳理，构建关于保障房选址决策因素的层次结构模型:准则层，因子层，指标层。准则层分为政府因素和居民因素;因子层中，政府因素分为政府规划和土地价值，居民因素分为交通便利度、公共配套设施、环境;指标层中，选取到公交站点和地铁站点的距离作为衡量交通便利度的标准，选取到教育、医疗、商业、金融、养老设施的距离作为衡量公共配套设施的标准，选取人均绿地面积、到水体的距离作为衡量环境质量的标准。然后，运用德尔斐法和层次分析法，得出各层级因素的权重。　　其次，基于各因素及其权重，建立CA和MAS相结合的模型。在CA部分，将二元逻辑回归方法作为转换规则，将自然因素和地价作为约束条件，将元胞到公路的距离、到铁路的距离、到机场的距离、邻域作为自变量，将是否为保障房用地作为因变量，进行二元逻辑回归分析，回归系数分别为4.414，-0.638，0.175，0.15，从而得到CA部分转换概率;在MAS部分，将政府规划作为约束条件，将居民需求分为三个层级:交通层、公共设施层、环境层，通过随机效用模型和离散选择模型，分析得到智能体部分转换概率。然后，通过演化概率表达式，将CA部分和MAS部分的转换概率结合起来，得到元胞的综合转换概率。将此概率与阈值对比，即能判断元胞是否能够转换为保障房用地。　　最后，以南京市主城区为例，验证模型的可行性。基于该地区2008年的相关数据，利用CA和MAS结合的模型模拟2012年的保障房土地利用情况，将其与2012年现状作对比，评定模拟的精度和可行性，从而为城市保障房的发展决策提供支持。