基于多尺度决策主体的半城市化地区空间结构演化研究：以武汉市为例

Scientifically characterizing the regional scope and the spatial structure evolution of the peri-urban areas and exploring the coupling mechanism between the decision maker and the spatial structure evolution are the keys to deeply understanding the inherent laws and driving roles of the development of peri-urban areas.Taking peri-urban areas in Wuhan city as the research object, this project intends to identify the scope of peri-urbanized areas and describe the spatial structure evolution with synthesizing multi-source data. A quantitative model of.behaviors of decision makers and its multi-scales transformation rules based on multi-agents approach are built in order to quantify the behavior of micro decision-maker. Coupling characteristics of multiple features are discussed during the simulation of spatial structure evolution in semi-urban areas. This research is trying to reveal the coupling mechanism of multi-factors synthesis and behaviors of decision makers in the spatial evolution of semi-urban areas. Here, this research focuses on the performance of decision-making made by the farmers on different scales and analyzes the characteristics and direction of the spatial structure evolution of the semi-urbanized region. The causal feedback mechanism of the micro-subject and the evolution model is studied. This project aims to reveal the spatial-temporal coupling relationship of the spatial pattern evolution, and provide a reliable theoretical basis and technical methods for optimizing the pattern of national land space development and exploring the rational development approach of cities.

科学表征半城市化地区范围和空间结构变化过程，探索决策主体与空间结构演化耦合机制是深入理解半城市化地区发展内在规律和驱动作用的关键所在。以武汉市半城市化地区为研究对象，本课题拟通过集成RS与GIS技术，综合多源数据识别半城市化地区范围并刻画空间结构演化，基于多智能体方法构建定量化的决策主体行为模型及其多尺度转换规则，量化微观主体决策行为，探讨半城市化地区空间结构演化模拟中的多要素耦合特征，揭示空间结构演化的多要素综合与决策主体行为的耦合机理。其中，着重研究农户决策主体在不同尺度上的行为决策表现，构造半城市化地区空间宏观结构演化模型，研究微观主体与演化模型的因果反馈机制，揭示空间格局演化的时空耦合关系，从而为优化我国国土空间开发格局，探索城市理性发展途径提供可靠的理论基础和技术方法。

科学表征半城市化地区范围和空间结构变化过程，探索多要素主体的空间结构演化耦合过程是深入理解半城市化地区发展内在规律和驱动作用的关键问题。本课题依托核心-边缘理论、区域空间结构演变理论，以不透水面特征为主要探测指标，研究基于地理大数据的半城市空间范围界定方法，运用众源数据表征半城市化空间结构演化特点，分析中微观尺度下多主体特征及其在空间结构演化中的耦合机理，突破了行政统计数据难以刻画空间范围边界的技术瓶颈，厘清中微观要素与半城市化空间宏观结构演化的反馈过程。主要内容与结论如下：.1）建立时间序列的不透水地表盖度-地表环境关系，从二维角度解析其定量变化和耦合关系，在空间形态上实现城市不透水面识别与特征描述。2）基于Mann-Kendall突变检测方法，采用自动边长阈值算法建立Delaunaly三角网，提高由城市向农村延伸路径中的突变点及边界识别的精度，解决非平稳空间突变点难以提取的问题。3）实现众源数据的可视化与空间热点测算，以Densi-Graph法解析等值线疏密阈值拐点识别边界轮廓，解决半城市化地区统计数据的时效性不足和统计单元边界限制问题。4）融合不同尺度的多要素数据，采用半方差函数和引力模型识别半城市化空间动态范围，实现中微观尺度下多主体耦合特征及其对空间结构的反馈。5）基于众源数据表达城市空间特征，解析城市空间网络化格局特征，实现城市扩张中土地利用的互反馈的系统层面上特征表达。提出了基于POI数据的城市功能空间的精细化表征方式，分析中、微观多要素主体在城市多中心空间结构演化中的作用，揭示半城市化过程的空间效应和影响机理。