城市土地利用空间格局演变模拟系统中的元胞邻域影响机制

邻域影响是城市土地利用空间格局演变的一个重要影响因素，也是构建基于CA和GIS集成技术的城市地理模拟系统的核心内容。但邻域影响机制方面的研究较少，限制了城市地理模拟系统在解读城市地理空间过程研究中的价值。本项目在申请者积累多年的相关研究成果基础上，以广州市为例，面向城市土地利用空间格局演变模拟系统构建和地理空间过程解读，通过野外实地调查和理论分析，采用城市土地利用类型的多分法，借助地理模拟系统的定量化探索与分析工具，从邻域范围、土地利用分类系统、不同土地利用类型间的转换、时空尺度响应等多个方面探明城市土地利用空间格局演变中的邻域影响机制，提出城市土地利用空间格局演变模拟系统构建中科学地融入邻域影响的合理化建议，提高城市土地利用空间格局演变规律和内在机制的认识水平，增强应用城市地理模拟系统解读地理空间过程的能力。预期出版专著一部，SSCI或SCI检索论文3-4篇，中文核心期刊论文4-5篇。

本研究围绕城市土地利用空间格局演变模拟系统中的元胞邻域影响机制，在邻域影响的客观存在性和影响范围、元胞邻域相互作用模型构建、元胞邻域影响的空间尺度响应、邻域影响的时间尺度响应、邻域影响在不同土地利用分类系统下时空尺度的响应等方面取得重要进展，完成了项目预定的研究内容和任务，具体表现为：1，通过野外地理调查证实了城市土地利用空间格局演变中邻域影响的客观存在性，明确了邻域影响的距离响应特征，为城市土地利用动态模拟中的邻域影响范围确定和模型构建提供了重要的实证依据。以城中村的制造业空间集聚研究为例，解明了产生空间集聚的邻域影响机制。在数据准备方面，应用卫星遥感影像提取了滇池流域特别是昆明市的土地利用的时间序列数据，监测了其土地利用动态，分析了改革开放以来城市土地利用的分形动态。2，构建和完善了城市土地利用动态中的元胞邻域相互作用模型和基于邻域相互作用模型的多地类城市地理模拟系统，获得国家版权局核发的计算机软件著作权。实际应用结果表明，本系统充分把握了多地类城市土地利用空间格局演变中的邻域影响机制，达到了较好的城市土地利用动态模拟效果。3，探明了城市土地利用动态分析的空间尺度响应特征。随着空间分辨率的降低，城市土地利用现状格局的空间自相关指数降低，到一定的程度时，则趋于相对平稳，但会表现出相邻大小空间尺度上的跳跃性，甚至消失。不同的土地利用分类系统对空间尺度响应特征不同，但具有一定的相似性。城市土地利用空间格局的空间尺度响应特征和信息综合过程中不同土地利用类型面积的变化有关，也即是和面积的损失程度有关。城市土地利用空间格局演变随着土地利用分类系统的不同呈现出不同的空间过程；城市土地利用的空间格局和空间尺度是不可分的，空间格局呈现于相应的空间尺度上，空间尺度影响所理解的空间格局，从而影响对空间过程的正确解读。4，探明了城市土地利用动态中元胞邻域影响的时间尺度响应特征。邻域影响在时间尺度上具有一定的稳定性，它们的邻域影响曲线在时间尺度上特征相似。该发现对于应用地理模拟系统进行城市土地利用空间格局演变的预测结果提供了一定的可信度。5，探明了元胞邻域相互作用的区域特性。不同区域邻域相互作用规律具有相似性的特征，这与城市土地利用政策的统一性有较大的关系。可以推测：一个区域获得的城市土地利用动态变化中邻域影响参数可以应用于另一个区域城市土地利用动态演变模拟和预测。