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《基于多智能体的地理空间分异现象模拟_以城市居住空间演变为例》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第62卷第6期地理学报Vol.62,No.62007年6月ACTAGEOGRAPHICASINICAJune,2007基于多智能体的地理空间分异现象模拟——以城市居住空间演变为例陶海燕,黎夏,陈晓翔,刘小平(中山大学地理科学与规划学院,广州510275)摘要:许多地理现象都存在一定的空间分异规律。研究地理空间分异现象的形成与发展有重要的理论意义。基于“从上至下”的方程式方法很难对这些现象的形成过程进行解析。采用“自下而上”的多智能体系统,对复杂地理现象的分异过程进行了重现。采用java-swarm仿真技
2、术,以城市居住空间分异现象为例,模拟出城市系统从无序走向有序的过程,为发展和验证城市理论提供了一种重要的分析手段。基于多智能体的居住空间分异模型展现了居民智能体聚集现象的产生过程及对房屋价值的影响,比较了居民不同收入差异情况下对居住空间分异的影响。模拟结果表明居住空间分异现象是一个历史的必然;收入差异扩大使中低收入阶层在居住的空间区位选择上处于被动地位。关键词:多智能体;地理空间分异;Swarm;城市系统1前言许多地理现象都存在一定的空间分异,有其形成和发展的过程,对其进行研究是地理学的主要任务之一。长
3、期以来,许多地理学家一直渴望提高地理学的科学性,试图像许多具有坚实理论基础的学科一样,对地理学的一些理论及现象进行精密的实验、严谨的分析和推理,从而获得逻辑性较强的结论。然而,地理学研究的对象—地理系统是一个自然、社会、经济相互作用的复合和开放的复杂巨系统。这就决定了难以用数学方程式来解释自然界的复杂地理现象。最近在地理学中越来越多地采用“自下而上”的研究方法来研究复杂的地理现象,例如采用元胞自动机和多智能体系统等模型。多智能体建模方法是复杂适应系统理论、人工生命以及分布式人工智能技术融合的结果。该方法
4、自20世纪70年代末被提出以来,发展非常迅速[1],目前已经成为一种进行复杂系统分析与模拟的思想方法与工具。多智能体能够模拟人类的行为,具有自治性、社会性、适应性、智能性等人类的特性。多智能体系统的“自下而上”的研究思路、强大的复杂计算功能和时空动态特征,使得它在模拟空间复杂系统的时空动态方面具有非常突出的优势。因此应用智能体建模方法来研究城市居住空间分异,有其独特的优势,但是该方面的研究目前尚处于初始阶段。例如,Benenson等人采用多智能体建模方法对城市住宅动态变化进行了仿真模拟,通过模拟说明了经
5、济、社会差异会导致居住空间分异现象的产生[2],Otter等人通过基于收稿日期:2006-06-20;修订日期:2006-12-20基金项目:国家自然科学杰出青年基金项目(40525002);国家自然科学基金项目(40471105);“985工程”GIS与遥感的地学应用科技创新平台项目(105203200400006)[Foundation:NationalOutstandingYouthFoundationofNSFC,No.40525002;NationalNaturalScienceFoundat
6、ionofChina,No.40471105;“985Project”ofGISandRemoteSensingforGeosciencesfromtheMinistryofEducationofChina,No.105203200400006]作者简介:陶海燕(1966-),女,讲师,在读博士,主要研究方向:地理信息系统。E-mail:taohy@mail.sysu.edu.cn通讯作者:黎夏(1962-),男,特聘教授,博导,从事遥感和地理信息系统研究,已发表GIS和遥感论文120余篇。E-mail
7、:lixia@mail.sysu.edu.cn579-588页580地理学报62卷智能体区位模型模拟出了城市中居住和商业区域的集聚现象[3],Sasaki和Box应用基于智能体的模型验证了杜能的区位理论,再现了农业生产围绕中心城市呈现出向心环带状分布的“杜能圈”[4]。“分异”是指由一个分化到多个、由简单到复杂、由同类分化到异类的变化过程;同时也可以指社会组织、社会文化或者其任何部分变得更为复杂的过程[5]。城市是多种社会与经济活动集聚而成的地理空间实体,各种活动在城市地域内部具有不同的组合格局,从而形
8、成不同的城市空间结构。而城市居住区的空间结构形式,则是“城市形态”最直观的体现,城市居住空间分异是地理现象的一个典型例子。居住空间分异是指在一个城市中,不同特性的居民聚居在不同的空间范围内,整个城市形成一种居住分化甚至相互隔离的状况[6]。城市居住空间分布和格局是城市发展内在规律的外在表现,经济发展引起社会阶层分化现象,从而引起居住空间的分异。研究收入分配差异与城市居住空间格局的关系,揭示城市居住空间模式形成规律,对城市结构理论的研究具有非
