轨道交通与城市内部复杂土地利用时空协同模拟研究——以广州市为例

Studies have shown that there is significant interactions between urban rail transit and complex land use. It is essential to study the relationship between these two factors under the background of new urbanization. Meanwhile, establishing effective simulation models for reflecting the interactive process is important for the coordinated development of urban land use and transportation. In this project, CA and MAS modeling method, combined with data mining and statistical approaches will be used to build the collaborative simulation models. The proposed models will be further applied to Guangzhou, a rapid urbanizing metropolis with large construction of urban rail transit. The interactive process of urban rail transit and complex land use can be well simulated with the collaborative models. The results will provide scientific information for rail transit network optimization and land use planning. This may help government to carry out comprehensive spatial decisions by integrating land use and transportation planning. The main contents of this project can be concluded as follows: 1) A CA model for simulating complex land use change will be proposed by addressing the influence of rail-transport accessibility and its impact on land values. 2) The employment and residential location decisions and individual travel behaviors will be integrated into MAS model, so as to predict the rail passenger flows under the influence of complex land use. 3) The interactive process between urban rail transit and complex land use will be further collaboratively simulated by coupling CA and MAS models. The simulation results can provide scientific basis for collaborative planning and integrated development of land use and transportation.

轨道交通与城市内部复杂土地利用之间存在相互影响、双向反馈的关系。在新型城镇化背景下，科学地把握两者之间的关联发展规律，并建立反映其互动过程的协同模拟模型对于促进城市空间与交通的协调发展具有重要而深远的意义。本项目以广州市为研究案例，基于CA和MAS建模方法，结合数据挖掘与统计模型，构建耦合轨道交通与复杂土地利用互动过程的协同模拟研究框架，为实现轨道交通与土地利用相互统筹的城市综合规划提供技术支撑和决策参考。研究内容主要包括：（1）将轨道交通可达性及其对土地价值的影响过程引入CA模型中，构建轨道交通引导下的复杂土地利用变化模拟模型；（2）引入个体就业-居住区位决策对通勤出行行为的影响，构建复杂土地利用影响下的轨道客流MAS预测模型；（3）耦合CA与MAS模型，对轨道交通与复杂土地利用时空变化过程进行协同模拟，为两者协同规划与联合开发等空间决策提供科学参考。

轨道交通与城市内部复杂土地利用之间存在相互影响、双向反馈的关系。在新型城镇化背景下，科学地把握两者之间的关联发展规律，并建立反映其互动过程的协同模拟模型对于促进城市空间与交通的协调发展具有重要而深远的意义。本项目以广州市为研究案例，基于CA和MAS建模方法，结合人数据挖掘与统计模型，构建耦合轨道交通与复杂土地利用互动过程的协同模拟研究框架。.本项目主要研究内容主要包括：1）结合RS、景观指数，开展广佛地铁沿线城市轴向时空扩展异质过程与景观变化研究，轴向廊道的视角验证城市相位理论。2）构建了反映地铁与土地利用互动影响关系的指标变量，利用系统聚类法对广州市地铁站点进行分类，定量识别轨道交通与土地利用的互动关系。3）基于网络爬虫技术获取房产时空数据，探索了广州市住宅容积率时空模式与演化规律，分析轨道交通对土地开发强度的影响。4）提出结合历史高分遥感影像与POI数据获取多时间节点精细土地利用信息的方法，从时间和空间两个维度定量研究地铁对土地利用变化的影响规律。5）基于地铁刷卡数据，利用PCA方法和K-均值聚类方法对广州市地铁站点进行类型识别，探讨轨道交通引导下的城市职住空间结构特征。6）开展复杂土地利用影响下 Agent 就业与居住区位选择模拟研究。7）构建了基于案例推理的轨道交通影响下的土地利用变化CA模型。8）建立了基于城市精细土地利用动态变化的轨道交通客流预测方法。9）将轨道交通影响下的CA模型与客流预测模型耦合起来，实现轨道交通与土地利用的过程耦合模拟。.通过本项目研究，形成了广州市轨道交通与精细土地利用专题数据库，在前期数据处理与分析、模型构建的基础上，整理了相关研究成果，撰写了学术论文，共发表和接纳学术论文9篇，其中SCI/SSCI论文2篇，EI论文1篇，中文核心期刊5篇。另外 ，有3篇论文已投稿，其中SCI论文1篇，中文核心论文2篇。研究结果为实现轨道交通与土地利用相互统筹的城市综合规划提供技术支撑和决策参考。