城市土地利用演化預(yù)警及政策仿真

前言

值此《城市土地利用演化預(yù)警及政策仿真》一書(shū)正式出版之際，應(yīng)作者之邀為之作序，期望這部著作的問(wèn)世，引起學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注，使之有助于推動(dòng)我國(guó)土地科學(xué)的深入研究，尤其是城市土地利用演化、預(yù)警及政策仿真模擬研究的進(jìn)一步開(kāi)展。正如美國(guó)土地經(jīng)濟(jì)學(xué)創(chuàng)始人伊利（Ely，1859～1943年）指出：“成功的土地利用是以對(duì)土地特『生認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)的?！痹谝磺心転槿祟?lèi)所利用的自然資源中，土地是最基本且最寶貴的資源，是世代相傳和人類(lèi)不能出讓的生存條件和再生產(chǎn)條件。土地是人類(lèi)生存和發(fā)展的不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)。土地是自然產(chǎn)物，它的產(chǎn)生不受人們的意志為轉(zhuǎn)移，具有數(shù)量有限性、沃度差異性、位置空間性、利用可持續(xù)性和屬性?xún)芍匦缘奶攸c(diǎn)。土地的自然供給數(shù)量是固定的和無(wú)彈性的。勞動(dòng)的投入可使具有彈性的土地經(jīng)濟(jì)供給得以增加，但由于報(bào)酬遞減規(guī)律的制約，導(dǎo)致土地經(jīng)濟(jì)供給顯得有限。因此，土地是一種稀缺資源，相對(duì)于其他資源而言，土地又是一種供不應(yīng)求的短缺資源。自從20世紀(jì)80年代“可持續(xù)發(fā)展”理念提出以來(lái)，世界關(guān)注“既滿(mǎn)足當(dāng)代人需要，又不對(duì)后代人滿(mǎn)足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展”，并指出可持續(xù)發(fā)展是2l世紀(jì)世界各國(guó)的共同發(fā)展戰(zhàn)略。當(dāng)前人口、資源、環(huán)境和發(fā)展（PRED）的全球問(wèn)題均與土地利用相關(guān)聯(lián)。而我國(guó)地少人多的國(guó)情和現(xiàn)在所處的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和快速城市化階段，決定了我們的人地矛盾更加突出。在這樣的背景下，土地利用研究理所當(dāng)然地引起政府和學(xué)術(shù)界強(qiáng)烈的關(guān)注。土地利用研究中，土地利用的時(shí)空演化一直是最重要的內(nèi)容之一。土地利用預(yù)警和虛擬政策實(shí)驗(yàn)室雖然研究時(shí)間不長(zhǎng)，但其重要性也不遑多讓。與同類(lèi)研究相比，羅平、李全所著《城市土地利用演化預(yù)警及政策仿真》在此項(xiàng)研究的內(nèi)容框架、方法體系和實(shí)證研究方面提供了一個(gè)很好的范例，并在土地利用時(shí)空演化、土地利用空間預(yù)警和虛擬政策實(shí)驗(yàn)室等方面進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性的研究。作者于2002年開(kāi)始潛心投入房地產(chǎn)預(yù)警體系研究和房地產(chǎn)政策試驗(yàn)仿真系統(tǒng)研究，2005年提出了基于擴(kuò)展元胞自動(dòng)機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)集成建設(shè)城市土地利用虛擬政策實(shí)驗(yàn)室的思路，2008年將空問(wèn)概念引入城市土地利用預(yù)警體系，并著手深圳市土地利用虛擬政策實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，且在編制深圳市土地利用總體規(guī)劃過(guò)程中加以實(shí)證研究，理論進(jìn)一步深化，方法得到應(yīng)用，取得了實(shí)際的研究成果，為該著作的撰寫(xiě)積累了豐富的素材。

內(nèi)容概要

本書(shū)共分三篇。上篇在分析元胞自動(dòng)機(jī)對(duì)地理過(guò)程模擬機(jī)制和局限性實(shí)質(zhì)的基礎(chǔ)上，提出并構(gòu)建了“地理特征元胞自動(dòng)機(jī)”概念模型(GeoFeature-CA)，將其應(yīng)用于城市土地利用演化領(lǐng)域，并以深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)土地利用為例進(jìn)行實(shí)證研究，預(yù)測(cè)其未來(lái)土地利用時(shí)空演化趨勢(shì)。中篇著重歸納了傳統(tǒng)土地利用預(yù)警的研究現(xiàn)狀和主要理論方法，在此基礎(chǔ)上從空間視角提出“土地利用空間預(yù)警”的概念、理淪體系及技術(shù)路線(xiàn)，然后以深圳市為例，從區(qū)、街道及圖斑三個(gè)空間尺度進(jìn)行了土地利用空間預(yù)警的實(shí)證研究。下篇著眼于上地利用虛擬政策實(shí)驗(yàn)室的建沒(méi)，在介紹了深圳市房地產(chǎn)虛擬政策實(shí)驗(yàn)室后，重點(diǎn)從理論和實(shí)證兩個(gè)層面探討了采用“系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和元胞自動(dòng)機(jī)集成技術(shù)”建設(shè)深圳市上地利用虛擬政策實(shí)驗(yàn)室的解決方案，對(duì)不同政策下城市土地利用的規(guī)模、結(jié)構(gòu)和空間形態(tài)變化進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)警。    本書(shū)可供從事復(fù)雜系統(tǒng)理論、土地利用演化、土地利用預(yù)警、土地政策研究等領(lǐng)域的科研人員、高校教師和研究生參考，也可為土地管理部門(mén)提供決策支持。

作者簡(jiǎn)介

羅平，男，1974年出生于湖北省荊州市，博士后、副教授，國(guó)士資源部“百人計(jì)劃”培養(yǎng)對(duì)象，深圳市后備級(jí)高層次專(zhuān)業(yè)人才。1996年、1999年于蘭州大學(xué)地理科學(xué)系獲學(xué)士、碩士學(xué)位，2004年于武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院獲博士學(xué)位，2005-2007年在南京大學(xué)城市與資源學(xué)系博士后流動(dòng)站從事土地利用演化研究?，F(xiàn)任深圳市國(guó)土房產(chǎn)評(píng)估發(fā)展中心負(fù)責(zé)人，深圳市地產(chǎn)研究中心副主任。主要從事土地管理、GIS技術(shù)應(yīng)用研究。主“深圳市土地利川總體規(guī)劃（2006-2020年)編制”及相關(guān)重大題研究等各級(jí)科研項(xiàng)目二十余項(xiàng)，在各類(lèi)學(xué)術(shù)刊物和國(guó)際會(huì)議發(fā)表論文三十余篇，代表性的論文有“基于特征的CA概念模型及城市土地利用演化研究”、Dynamic simulation of land use change in Shenzhen city based on the Markov-CA models等。

書(shū)籍目錄

序前言上篇  基于地理特征CA的城市土地利用演化　第一章  CA的地理過(guò)程模擬機(jī)制及局限性  　第一節(jié)  地理過(guò)程分析的基礎(chǔ)  　第二節(jié)  元胞自動(dòng)機(jī)的地理過(guò)程表達(dá)機(jī)制  　第三節(jié)  元胞自動(dòng)機(jī)地理過(guò)程模擬的局限性　第二章  地理特征元胞自動(dòng)機(jī)概念模型  　第一節(jié)  元胞自動(dòng)機(jī)模型拓展的傳統(tǒng)思路  　第二節(jié)  基于地理特征的CA模型構(gòu)造規(guī)則擴(kuò)展  　第三節(jié)  地理特征元胞自動(dòng)機(jī)應(yīng)用模型流程　第三章  城市土地利用動(dòng)態(tài)演化仿真模型    第一節(jié)  城市土地利用演化CA模型的發(fā)展    第二節(jié)  城市十地利用演化的動(dòng)力機(jī)制與CA模型描述    第三節(jié)  城市十地利用演化CA模型的特征概念表達(dá)    第四節(jié)  GFCA-Urban模型軟件系統(tǒng)　第四章  深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)土地利用演化實(shí)證研究 　 第一節(jié)  土地利用演化特征  　第二節(jié)  土地利用演化的動(dòng)力機(jī)制分析  　第三節(jié)  圖形數(shù)據(jù)處理與主要參數(shù)  　第四節(jié)  模型運(yùn)行、評(píng)價(jià)與結(jié)果分析中篇  城市建設(shè)用地空間預(yù)警研究　第五章  傳統(tǒng)土地利用預(yù)警 　 第一節(jié)  預(yù)警理淪概述  　第二節(jié)  傳統(tǒng)十地利用頂警研究現(xiàn)狀  　第三節(jié)  傳統(tǒng)土地利用頂警典型方法　第六章  建設(shè)用地空間預(yù)警理論方法 　 第一節(jié)  建設(shè)川地空間預(yù)警概述  　第二節(jié)  建設(shè)川地空間頂警研究綜述  　第三節(jié)  建設(shè)川地空間預(yù)警方法研究　第七章  深圳市建設(shè)用地空間預(yù)警實(shí)證研究 　 第一節(jié)  預(yù)警技術(shù)路線(xiàn)及數(shù)據(jù)預(yù)處理  　第二節(jié)  深圳市區(qū)尺度建設(shè)用地空間預(yù)警  　第三節(jié)  深圳市街道尺度建設(shè)用地空間預(yù)警  　第四節(jié)  深圳市圖斑斑尺度建設(shè)用地空間預(yù)警  　第五節(jié)　小結(jié)下篇  城市土地利用虛擬政策實(shí)驗(yàn)室建設(shè)　第八章  房地產(chǎn)虛擬政策實(shí)驗(yàn)室建設(shè)實(shí)踐 　 第一節(jié)  房地產(chǎn)系統(tǒng)仿真模型    第二節(jié)  模型運(yùn)行與評(píng)價(jià)    第三節(jié)　政策實(shí)驗(yàn)分析    第四節(jié)  政策試驗(yàn)結(jié)論與建議　第九章  城市土地利用虛擬政策實(shí)驗(yàn)室建設(shè)    第一節(jié)  城市土地利用虛擬政策實(shí)驗(yàn)室解決方案    第二節(jié) 土地利川虛擬政策仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)    第三節(jié)　土地利用虛擬政策仿真系統(tǒng)模塊研發(fā)　第十章  深圳市土地利用虛擬政策實(shí)驗(yàn)實(shí)證研究    第一節(jié)  深圳市土地利用數(shù)據(jù)預(yù)處理    第二節(jié)  深圳市土地利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型    第三節(jié) 深圳市土地利用演化計(jì)算及分析    第四節(jié)  基于SD-CA集成系統(tǒng)的深圳市不同土地政策實(shí)施結(jié)果模擬參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（1）元胞形狀與地理世界不符元胞具有規(guī)則的幾何形狀，如三角形、四方網(wǎng)格，六邊形等，而地理空問(wèn)單元往往不以規(guī)則幾何方式劃分，主要根據(jù)其上的地理事物特征來(lái)界定其與周?chē)乩砜臻g單元的邊界。因此，地理空間單元的邊界往往為不規(guī)則的多邊形，如居民區(qū)、湖泊、政府大樓等。雖然在具體應(yīng)用中，元胞自動(dòng)機(jī)建模者往往根據(jù)研究目的確定元胞大小和形狀，但與真實(shí)地理空間單元總有區(qū)別，不能真實(shí)地描述地理世界。（2）元胞位置是元胞空間層次內(nèi)的相對(duì)幾何位置，無(wú)法描述更高層次的空間位置地理空間單元的幾何坐標(biāo)既包含了相對(duì)位置信息，還包含了絕對(duì)坐標(biāo)信息（大地坐標(biāo)），不僅可以便利地進(jìn)行地理空間內(nèi)部的幾何空間關(guān)系研究，還可以與該地理空間外部，與更高層次的地理空間單元發(fā)生空間關(guān)聯(lián)。譬如，我們利用元胞自動(dòng)機(jī)研究深圳市城市用地的增長(zhǎng)過(guò)程，深圳市所有用地變成了土地元胞的集合，每個(gè)元胞在深圳市這個(gè)元胞空間范圍有相應(yīng)的位置，但是具體的元胞在珠江三角洲的位置就無(wú)法描述。這就限制了元胞與深圳空間外的聯(lián)系，進(jìn)一步延伸，包括邊界附近的地理空間因素、區(qū)外重要地理空間（如輻射強(qiáng)大的城市）以及其他更宏觀(guān)方面的因素等都無(wú)法聯(lián)系或描述。而在地理空間單元的描述中，大地坐標(biāo)是其基本的位置描述信息，地理空問(wèn)單元可以在任何地理空間層次上明確自己的位置，從而順利地與其他層次體系的地理空間進(jìn)行信息、物質(zhì)和能量交流，從而使地理空問(wèn)的研究不是封閉的區(qū)域研究，保證了地理空間的開(kāi)放性。（3）基于幾何特性的元胞位置無(wú)法描述屬性意義上的其他地理位置地理空間概念中的位置不但包括幾何空問(wèn)所描述的位置概念的含義，例如以經(jīng)緯度所表達(dá)的位置關(guān)系，而且還包括自然地理位置、政治地理位置、經(jīng)濟(jì)地理位置等，這些位置概念強(qiáng)調(diào)了地理事物之間的相互作用關(guān)系，是地理研究中非常重要的信息。但在元胞自動(dòng)機(jī)中，無(wú)法描述這種基于屬性的位置信息。

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《城市土地利用演化預(yù)警及政策仿真》由科學(xué)出版社出版。

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