地理科学进展 ›› 2015, Vol. 34 ›› Issue (2): 217-.doi: 10.11820/dlkxjz.2015.02.010
出版日期:
2015-03-23
发布日期:
2015-03-23
作者简介:
作者简介:刘翠玲(1986-),女,河北邯郸人,助理工程师,主要研究方向为城市扩张模拟,E-mail:
基金资助:
Online:
2015-03-23
Published:
2015-03-23
摘要:
准确把握城镇扩张过程中空间形态的变化规律对城镇规划水平的提高具有重要的现实意义。当前,京津冀的协同发展已上升为国家战略,为了对京津冀远景的城镇增长进行预测,本文将北京城市空间发展分析模型(BUDEM)扩展到京津冀(JJJ)区域,构建了京津冀城镇空间发展分析模型(BUDEM-JJJ)。该模型以城市增长理论和约束性元胞自动机(Constrained Cellular Automata, Constrained CA)模型为基础,以京津冀区域为研究对象,以Logistic回归和单一参数循环方法(Monoloop)为模型参数识别方法,利用2000-2005年和2005-2010年两个历史阶段的城镇建设用地数据对模型进行了参数识别,并进行了模型验证。在此基础上,对京津冀区域2049年的城镇形态进行了多种情景模拟,分析了不同发展情景(Scenario)下京津冀地区城镇空间发展格局的变化,可为当前京津冀城镇发展方向的调整和下一轮的城镇规划提供参考。
刘翠玲, 龙瀛. 京津冀地区城镇空间扩张模拟与分析[J]. 地理科学进展, 2015, 34(2): 217-.
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表1
BUDEM-JJJ模型变量及相应统计描述数据"
类型 | 变量 | 最小值 | 最大值 | 均值 | 标准差 | 数据 |
---|---|---|---|---|---|---|
空间约束 | 与北京中心的距离 | 0 | 1 | 0.0029 | 0.0269 | |
与天津、石家庄中心的距离 | 0 | 1 | 0.0059 | 0.0380 | ||
与河北地级市中心的距离 | 0 | 1 | 0.0254 | 0.0767 | ||
与京津冀小城镇的距离 | 0 | 1 | 0.2082 | 0.1931 | ||
与铁路的距离 | 0 | 1 | 0.3797 | 0.3141 | ||
与高速公路的距离 | 0 | 1 | 0.2662 | 0.3043 | ||
与国道的距离 | 0 | 1 | 0.3690 | 0.2925 | ||
与省道的距离 | 0 | 1 | 0.5519 | 0.2711 | ||
制度性约束 | 是否为禁止建设区 | 0 | 1 | 0.1300 | 0.3350 | |
邻域约束 | 邻域内城镇建设元胞数目/8 | 0 | 1 | - | - | - |
表2
2000-2010年权重变化表"
时段 | 权重 | 0的数目 | 1的数目 | 比例 | GOF/% | Kappa |
---|---|---|---|---|---|---|
2000-2005 | 1 | 856697 | 4942 | 17335/100 | 99.40 | 0.000 |
50 | 856697 | 247100 | 347/100 | 86.90 | 0.613 | |
100 | 856697 | 494200 | 173/100 | 85.30 | 0.686 | |
200 | 856697 | 988400 | 87/100 | 87.00 | 0.737 | |
300 | 856697 | 1482600 | 58/100 | 88.30 | 0.741 | |
500 | 856697 | 2471000 | 35/100 | 90.40 | 0.733 | |
1000 | 856697 | 4942000 | 17/100 | 93.50 | 0.714 | |
10000 | 856697 | 49420000 | 2/100 | 98.30 | 0.577 | |
2005-2010 | 1 | 857661 | 3978 | 21560/100 | 99.50 | 0.000 |
50 | 857661 | 198900 | 431/100 | 87.60 | 0.580 | |
100 | 857661 | 397880 | 216/100 | 85.60 | 0.671 | |
200 | 857661 | 795600 | 108/100 | 86.70 | 0.734 | |
300 | 857661 | 1193400 | 72/100 | 87.10 | 0.730 | |
500 | 857661 | 1989000 | 43/100 | 89.60 | 0.741 | |
1000 | 857661 | 3978000 | 22/100 | 93.20 | 0.741 | |
10000 | 857661 | 39780000 | 2/100 | 98.70 | 0.612 |
表4
形态情景分析结果"
类型 | 变量 | 基准情景 | 高速发展 情景 | 低速发展 情景 | 高速公路指状 发展情景 | 小城镇促进 发展情景 | 交通引导 发展情景 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
宏观约束 | 城镇建设用地元胞数目 | 65692 | 80000 | 50000 | 65692 | 65692 | 65692 |
空间约束 | 与北京中心的距离 | -2.188 | -2.188 | -2.188 | -2.188 | -2.188 | -2.188 |
与天津、石家庄中心的距离 | -2.903 | -2.903 | -2.903 | -2.903 | -2.903 | -2.903 | |
与河北地级市中心的距离 | 2.016 | 2.016 | 2.016 | 2.016 | 2.016 | 2.016 | |
与京津冀小城镇的距离 | 1.021 | 1.021 | 1.021 | 1.021 | 5.021 | 1.021 | |
与铁路的距离 | 2.276 | 2.276 | 2.276 | 2.276 | 2.276 | 2.276 | |
与高速公路的距离 | 4.051 | 4.051 | 4.051 | 8.051 | 4.051 | 6.051 | |
与国道的距离 | 1.524 | 1.524 | 1.524 | 1.524 | 1.524 | 3.524 | |
与省道的距离 | 4.025 | 4.025 | 4.025 | 4.025 | 4.025 | 6.025 | |
制度性约束 | 是否为禁止建设区 | -0.813 | -0.813 | -0.813 | -0.813 | -0.813 | -0.813 |
邻域约束 | 邻域内城镇建设元胞数目/8 | 8.000 | 8.000 | 8.000 | 8.000 | 8.000 | 8.000 |
常量 | -7.485 | -7.485 | -7.485 | -7.485 | -7.485 | -7.485 |
表5
形态情景空间结构验证"
市域 | 基准情景 | 高速发展情景 | 低速发展情景 | 高速公路指状发展情景 | 小城镇促进发展情景 | 交通引导发展情景 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
元胞/个 | 元胞/% | 元胞/个 | 元胞/% | 元胞/个 | 元胞/% | 元胞/个 | 元胞/% | 元胞/个 | 元胞/% | 元胞/个 | 元胞/% | ||||||
北京市 | 16554 | 25.2 | 18960 | 23.7 | 13850 | 27.7 | 15766 | 24.0 | 16489 | 25.1 | 15963 | 24.3 | |||||
天津市 | 15372 | 23.4 | 18000 | 22.5 | 12100 | 24.2 | 15306 | 23.3 | 15635 | 23.8 | 14649 | 22.3 | |||||
石家庄市 | 3416 | 5.2 | 4160 | 5.2 | 2700 | 5.4 | 3482 | 5.3 | 3547 | 5.4 | 4007 | 6.1 | |||||
邯郸市 | 4533 | 6.9 | 5360 | 6.7 | 3050 | 6.1 | 3613 | 5.5 | 4073 | 6.2 | 4336 | 6.6 | |||||
邢台市 | 3022 | 4.6 | 3680 | 4.6 | 2500 | 5.0 | 2956 | 4.5 | 2693 | 4.1 | 2890 | 4.4 | |||||
衡水市 | 3613 | 5.5 | 4160 | 5.2 | 2800 | 5.6 | 3153 | 4.8 | 3416 | 5.2 | 3088 | 4.7 | |||||
保定市 | 3679 | 5.6 | 4560 | 5.7 | 2800 | 5.6 | 3942 | 6.0 | 3744 | 5.7 | 3744 | 5.7 | |||||
廊坊市 | 2234 | 3.4 | 2880 | 3.6 | 1450 | 2.9 | 2036 | 3.1 | 2234 | 3.4 | 2234 | 3.4 | |||||
秦皇岛市 | 2234 | 3.4 | 2880 | 3.6 | 1450 | 2.9 | 2628 | 4.0 | 2365 | 3.6 | 2234 | 3.4 | |||||
沧州市 | 3547 | 5.4 | 4880 | 6.1 | 2400 | 4.8 | 4007 | 6.1 | 3547 | 5.4 | 3876 | 5.9 | |||||
唐山市 | 3088 | 4.7 | 4080 | 5.1 | 2400 | 4.8 | 3547 | 5.4 | 3219 | 4.9 | 3219 | 4.9 | |||||
张家口市 | 3810 | 5.8 | 5200 | 6.5 | 2100 | 4.2 | 4270 | 6.5 | 4007 | 6.1 | 4533 | 6.9 | |||||
承德市 | 591 | 0.9 | 1280 | 1.6 | 450 | 0.9 | 985 | 1.5 | 657 | 1.0 | 920 | 1.4 | |||||
京津冀 | 65692 | 100 | 80000 | 100 | 50000 | 100 | 65692 | 100 | 65692 | 100 | 65692 | 100 |
表6
城镇扩张情况对比"
方案名称 | 基准情景 | 高速发展情景 | 低速发展情景 | 高速公路指状发展情景 | 小城镇促进发展情景 | 交通引导发展情景 |
---|---|---|---|---|---|---|
占用农田的面积/km2 | 7229.54 | 9733.45 | 4654.94 | 7515.81 | 7251.04 | 7327.31 |
占用林地的面积/km2 | 530.64 | 770.09 | 313.77 | 530.63 | 543.06 | 563.18 |
占用草地的面积/km2 | 182.99 | 290.72 | 81.84 | 221.73 | 192.12 | 221.66 |
占用水地的面积/km2 | 690.28 | 841.00 | 72.88 | 680.40 | 696.70 | 643.07 |
占用未利用地的面积/km2 | 27.02 | 28.32 | 17.49 | 16.62 | 26.82 | 24.03 |
斑块数 | 237 | 217 | 255 | 255 | 238 | 234 |
平均斑块面积/m2 | 90890.19 | 99267.17 | 84474.41 | 84474.41 | 90508.30 | 92055.45 |
聚合度指数 | 99.05 | 99.02 | 99.08 | 98.91 | 99.04 | 98.98 |
分离度指数 | 1.17 | 1.22 | 1.18 | 1.18 | 1.17 | 1.17 |
蔓延度指数 | 77.59 | 74.52 | 81.11 | 76.90 | 77.47 | 77.30 |
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