城市系统复杂性的数学描述初探

从城市巨系统构成、发展演化过程、与外部环境的关联等层面分析城市系统的复杂性,分析人-社会系统与城市系统本质联系,指出城市系统复杂性的基本特征。由于城市系统中存在着多样的复杂性,其研究方法也具有多样性。通过分析城市系统的位置变量和状态变量,借鉴和运用动力学系统中哈密顿方程、刘维定理等方法,来刻画城市系统运行中相对稳定的子系统和某些层面演化的复杂性。城市本质上不是一个可积系统,而是动态的非平衡的开放系统,系统通过不断地与外界交换物质、能量、信息来维持其结构的稳定性和有序状态。在城市内部扰动与外部扰动之间的共振作用下,城市中形成了大大小小的混沌的非线性的区域,表现出有序与无序共同作用,确定性与随机性、必然性与偶然性等多层面统一的动态特征。     

复杂理论视角下城市健康地理学探析

城市公共健康问题是根植于所依托的地域空间背景下的复杂问题,因而,目前学界主要以还原论的模型假设来分析影响城市健康的复杂多因子关系时存在一定局限。本文在分析城市健康地理问题的"地方"复杂性基础上,提出用复杂理论认识城市的健康问题,将城市健康地理系统看作为具有开放性、组分的知识局限性、自组织性、路径依赖、涌现性、正反馈和锁定特征的复杂系统。从复杂理论视角探讨了当前城市健康地理学研究的三个主要议题,进而提出复杂理论视角下城市健康地理学研究框架及未来研究展望。     

当代国外城市模型研究的进展与未来

由于城市的复杂性、系统性和不可逆性,对城市问题的诊断与解决也必须运用系统化、模型化的方法。本文综述了1980年代以来,城市模型研究在基础理论、模型方法、技术和研究内容上新的发展。认为当代城市模型研究存在的突出问题是:仍然沿用工业化城市的经济社会规律,研究已经被信息化和全球化所深刻影响的城市;复杂性科学理论的综合性不够;GIS与其它模型的集成度有待提高。未来城市模型的研究应着重关注新的城市变化,综合运用复杂性科学的理论与方法,强化以GIS为平台的计算机技术。     

沈阳市城市景观演化及其驱动因素分析

分析了沈阳市50年代、70年代、80年代和90年代城市景观及其演化情况,并分析了沈阳市城市景观发展演化的驱动因素。认为城市景观的演化是一个长期复杂的动态化过程,是各种因素综合作用的结果,直接的因素主要有经济体制和决策因素、工业发展、人口增加及城市规划的指导思想等。     

基于演化理论的我国城市合作机理研究

全球化和区域竞争引发了广泛的城市合作实践。城市合作是特定地域空间中城市共生演化的动态过程,城市合作的形成与发展,是多种行为主体在多种环境因素和历史因素作用下互动博弈的结果。以新近兴起的演化经济学和演化经济地理学为基础,建构了一个城市合作研究的演化分析框架,探讨了城市合作的本质和内容,分析了我国城市合作模式的类别、演化过程和不同模式的有效性。城市合作的本质在于追求包括分享、匹配和学习三大效应的更高层级的集聚经济,演化理论可以为研究城市群的演化过程,探索适合我国国情和区域发展实际的城市合作模式。     

城市发展研究的整体主义初探

科学发展观的提出以及复杂性科学的兴起,要求必须立足整体主义开展城市发展研究。在这种背景下,提出城市系统工程的命题,其本质是一种城市发展研究的整体主义方法论。城市系统工程的核心内容包括:时空观作为研究理念,城市与发展作为研究主题,城市系统、城市逻辑与城市制度作为研究维度,以及发展阶段、发展规律、发展战略和发展调控作为研究问题。针对城市系统工程的三种研究维度,给出了对应的研究方法体系。     

空铁型综合交通枢纽地区空间演化特征——以上海虹桥枢纽为例

空铁型综合交通枢纽是将航空枢纽和高铁枢纽有机整合而形成的航空高铁一体化综合交通枢纽,具有较强的经济社会带动作用,对区域空间演化产生重要影响。根据复杂适应系统理论,选取上海虹桥综合交通枢纽地区为案例地,分析了空铁型综合交通枢纽地区地域空间演化阶段性特征。结果表明：交通枢纽地区地域系统通过多个适应性主体之间非线性相互作用形成复杂适应系统,该地域系统演化过程可划分为枢纽地区空间形成阶段、枢纽地区空间生长阶段和枢纽地区空间涌现阶段。上海虹桥综合交通枢纽地区在三个阶段特征不同,配套设施建设、要素集聚与流动、城市功能形成与发展、区域品牌形成等方面不断深化。研究有助于认知综合交通枢纽地域系统空间演化规律,为深化研究和实践发展提供科学借鉴。     

细胞自动机及在南京城市演化预测中的应用

细胞自动机(Cellular Automata)是一种具有时空计算特征的动力学模型,其最主要的特点是复杂的系统可以由一些很简单的局部规则来产生,特别适合城市等空间复杂系统的时空动态模拟研究。本文利用地理信息系统(GIS)和细胞自动机的有机集成而构筑的CA-Urban模型模拟南京市的土地利用的动态演化过程。对南京三个开发区的发展以及南京能否跨江发展等存在争议的问题作了预测和评估。通过设置不同的转换规则、参数,从一个侧面为我们展示了城市系统的宏观演化的可能模式,为城市规划等提供了辅助决策。最后提出了模型的缺点及其展望。     

基于知识图谱的国内外韧性城市研究热点及趋势分析

城市作为人类政治、经济、文化活动的聚集体,因其互联互通的复杂系统结构为人类生产生活提供便利的同时,也受到外源风险因素扰动和内源结构变迁影响而表现出脆弱性,韧性城市研究已成为学界关注热点.分析国内外韧性城市作者机构合作状况、把握知识基础及研究热点、预测演化趋势,利于其理论进步与实践优化.论文运用文献计量与知识图谱方法,以...     

长江三角洲都市连绵区城市规模结构演变研究

本文选取长江三角洲都市连绵区7个年份的城市人口规模数据,分别从城市规模等级结构、首位度、城市规模分形以及城市规模的空间演化等层面对城市规模结构的演变进行了分析,初步揭示了长江三角洲都市连绵区规模结构的分布特征和演变规律,并对其空间演变特征进行了总结。     

基于DPSIR模型的城市人居环境韧性评价——以长三角城市群为例

本文将韧性原理引入到人居环境中,首次对城市人居环境韧性进行定量研究.基于DPSIR模型构建城市人居环境韧性评价指标体系,综合运用熵值法、GIS空间分析法和地理探测器技术,以2006、2010、2014、2018年为研究时间节点,对长三角城市群26个城市的人居环境韧性时空演化特征及影响因素进行分析.研究发现:①长三角城市...     

重庆主城区社会空间结构分析

以重庆市主城区社会空间结构作为研究对象,以五普人口普查数据为基础,利用因子生态分析手段,采用聚类分析方法,对重庆主城区社会区加以分析。结果表明影响2000年重庆主城区社会区形成的主因子有蓝领人口因子、白领人口因子、居住条件因子、外来人口因子4个;将2000年重庆主城区社会区划分为六个主要类型,其空间分布呈现出明显的"马赛克和圈层"结构,内圈表现为马赛克分布,被外圈农业人口分布区所包围。从主城区层面上看,社会区分布表现出一定非规律性;在组团内反映了一种内在的规律性。     

矿业城市生命周期与空间结构演进规律研究

在对矿业经济和城市发展生命周期判定的基础上,选取石油城市大庆、有色金属城市金昌、煤炭城市大同等典型矿业城市作为研究样本,梳理矿业城市发展生命周期,重点研究矿业城市空间结构有序化演进的一般规律。文章认为矿业城市经历"矿业经济-新型制造业-综合性"的完整发展过程,城市空间结构对应整体演进过程也呈现出"矿业经济的点状离散-新型制造业的分区极化-综合性城市的多组团圈层"的阶段性特征。在矿业经济时期内部又呈现"导入期、成长期、成熟期、衰退期/转型期",且对应不同阶段在城市人口、职能、经济结构等方面均呈现不同的特点。矿业城市空间演进整体上体现出"矿业经济是空间发展的初期主导,空间结构随城市职能的升级而演变,空间作用呈现集聚与分散的交替"的有序化发展规律。     

LUTI模型原理、实现及应用综述

经济全球化背景下可持续发展已成为当今世界发展的主题。快速城镇化下的中国,城市空间的可持续性发展提上日程。为此,期待有力的、可操作的工具用于定量模拟城市空间演化过程、预测不同政策下城市空间的发展趋势,为城市化持续健康发展提供决策支持。本文分析了LUTI模型的基本原理、构建思路、实现框架和建立中国城市LUTI模型面临的问题,并回顾了国内外利用LUTI模型模拟城市空间演化过程,以辅助表明城市空间决策的研究现状,希望能为中国的城市空间可持续发展模拟分析研究提供参考。     

制度变迁与中国城市的发展及空间结构的历史演变

我国的城市发展水平同经济发展水平的偏离,说明对城市发展及其空间结构演变分析不能仅局限在物质经济领域,需要我们寻求影响城市发展及其空间结构变化的新因素一制度因素,把制度作为影响城市发展及其空间结构的一个主要的变量,来对此加以解释。为此,本首先构建了“制度变迁一城市发展变化”的理论框架,然后用该理论从宏观和微观两个方面来检验1949-1998年间制度变迁对城市发展及其空间结构的影响。与西方国家的以市场经济为主要动力驱动型的城市发展模式不同,中国城市的发展及其空间结构的演变在很大程度上是制度变迁而诱致的结果。但不同的制度对城市数量增长、组织体系及空间布局和对城市空间结构演变的作用力度又不尽相同。改革开放后,由于制度变迁带来的激励作用,中国城市获得了快速发展,城市空间结构快速变化。但与此同时,中国城市化的发展水平与相同发展条件下的世界城市化水平的差距却在拉大。而且随着市场经济体制的逐步完善,影响城市增长及空间结构的演变力量的因素越来越趋于分散化,制度变迁对城市发展所带来的激励作用正在弱化。为适应新世纪我国城市发展的战略目标,需要进行体制创新,为中国城市的发展及其空间结构的演变提供新的制度支持。     

城市空间结构增长原理

城市空间结构是城市地理学、城市规划学的核心研究内容之一。城市结构增长作为一个十分复杂的空间现象,而一直引起各方面学者的关注。本文基于对西方各学派相关研究方法及成果的系统考察,从结构增长、空间组织、增长过程三个方面,以若干具体的原理,对城市空间结构增长进行了全面、深入地阐释,研究了新经济环境、技术要素的相关影响,揭示了城市空间结构演化是建构在社会经济发展过程中的空间过程这一基本原理。本文对城市空间结构研究进行了丰富与完善。     

城镇密集区及其相关概念研究的回顾与再思考

城镇密集区是一种独特的地域空间组织形式,本文在对国内外城镇密集区概念研究进行归纳总结的基础上,从内涵与外延两方面探讨了城镇密集区和都市区、城市带、城市群、城镇体系的区别与联系。     

Daily urban systems explained from the household perspective: an exploratory research on how the spatial interactions of the individual households shape the structure of daily urban systems

The concept of the Daily Urban System (DUS) has gained relevance over the past decades as the entity to examine and explain the functionality of the urban landscape. Daily Urban Systems are usually defined and measured by the strength of commuter or shopper flows between the nodes of the system. It is important to realize that these Daily Urban Systems are the accumulated pattern of individuals making frequent, recurring trips to other localities than their own. Understanding the microeconomic decisions behind these spatial interactions will help in assessing the functional and spatial structure of DUS. In this paper is explored how, based on Dutch empirical data, the individual household’s spatial interactions shape the daily urban system and how the destination of these interactions correlates with personal and spatial variables and motives for interaction. The results show that the occurrence of non-local spatial interactions can be explained by the size-based Christallerian hierarchy of the localities of residence, but that it is the regional population – or market potential – that explains and moderates the sorting of households and the intensity and direction of their spatial interactions in the DUS, matching agglomeration theory.     

城市系统中的竞争与协同机制研究

本文在剖析城市自组织系统耗散结构特征的基础上,重点从区域尺度和城市尺度两种空间尺度解析城市系统自组织演化的驱动力:竞争与协同。研究表明竞争与协同两种力量共同决定城市系统的发展演化,协同性竞争(良性的竞争)有利于城市系统的发展,推进城市可持续发展;反之,过度竞争或竞争乏力则会导致产生无序状态的产生,阻碍城市的发展。     

从地理空间到复合式空间——信息网络影响下的城市空间

分析了城市在地理空间、网络空间上存在的相互依赖关系以及这二者之间复杂作用关系,说明网络空间并非地理上城市空间功能的简单延伸,也并非现实空间的简单镜像;信息社会的城市空间是一种地理空间与网络空间相互依存、相互交织的复合式空间。城市空间仍然具有重要的地理学意义,地缘上的差异以新的方式体现出来。