开埠城市空间形态演化与动力机制的CA模型研究

以天津城市空间形态为主要研究对象，在横向比较和纵向分析的基础上，梳理近代开埠城市的演化进程。将地理学领域较为成熟的CA模型（元胞自动机）引入开埠城市研究，与GIS技术结合，建立开埠城市的多尺度空间形态演化模型，其内容包括宏观城市空间模型和微观特色街区模型，从不同层面研究地理环境、交通技术、社会经济、政治导向、人类行为、生态观念等动力因子对城市空间发展的制约与推动。将不同历史阶段的CA模型演化实验结果与实际空间发展进行比较研究，借助相关函数分析，量化影响城市空间发展的动力因子，阐明其作用原理与组成，揭示开埠城市空间演化的动力机制。以史为鉴，将CA模型应用于天津城市空间形态发展的科学预测，作为制定开埠城市文化遗产保护策略的依据。明确保护范围、疏通保护廊道、完善保护措施，延续近代历史文化街区与历史建筑的使用价值与寿命周期，为城市文化的持续发展与繁荣，提供切实可行的评估、保护、发展策略。

本课题以天津城市空间形态为主要研究对象，首先，在横向比较和纵向分析的基础上，梳理近代开埠城市的演化进程。横向角度：运用GIS手段，全面分析122座近代开埠城市的地理空间分布、包括与重要公路网、铁路网、水运网的紧密联系，以及这些开埠城市在国内经济格局中的重要作用。纵向角度：从群体空间结构、外部空间形态、内部空间形态三个层面分析天津空间形态的演化特征。其次，将地理学领域较为成熟的多主体仿真（MAS）引入开埠城市研究，与GIS技术结合，建立开埠城市的多尺度空间形态演化模型，其内容包括宏观城市空间模型和微观特色街区模型，从不同层面研究地理环境、交通技术、社会经济、人类行为等动力因子对城市空间发展的制约与推动。选取天津街区空间演变中的两个现象——宏观层面的“民国时期天津商业中心的转移现象”和微观层面的“当前天津商业步行街的活力差异现象”，分别建立多主体仿真模型加以解释论证，深化了解街区空间要素因子在城市空间演化中的作用。第三，将不同历史阶段的MAS模型演化实验结果与实际空间发展进行比较研究，借助相关函数分析，量化影响城市空间发展的动力影响因子，阐明其作用原理与组成，揭示开埠城市空间演化的动力机制。通过剖析近代天津城市商业中心演变的动力机制，建立多个多主体仿真模型，模拟近代天津城市商业中心在动力机制合力下的演变，寻求与城市空间发展史实最吻合的动力机制组合方案，以此作为发现动力机制构成机理的路径，并尝试通过改变动力机制作用力大小来探讨城市空间形态演变的多种可能性。最后，以史为鉴，将MAS模型应用于天津城市空间形态发展的科学分析，作为制定开埠城市文化遗产保护策略的依据。延续近代历史文化街区与历史建筑的使用价值与寿命周期，为城市文化的持续发展与繁荣，提供切实可行的评估、保护、发展策略。通过本课题的开展，课题组共培养硕士研究生22名，其中本课题直接相关的硕士论文4篇；发表论文7篇，其中核心期刊5篇，顺利完成了预期目标。本课题对增强城市空间研究的量化分析、深入掌握中国近代城市发展史、进而为城市文化的持续发展与繁荣提供理论支撑等方面，具有重要的理论和实践价值。