基于分形理论的陕西省城市体系规模的优化与仿真

论文摘要

城市是集人口、经济、科技、文化于一体的复杂巨系统,而且也是持续演变的动态系统[1]。作为城市群的基本单位,城市间发展速度的差异性影响着整个城市群的体系规模,因此,针对城市群中不同城市发展对城市群的影响作用进行研究成为优化城市群体系规模的前提。本文从分形理论在城市系统领域的应用出发,结合城市体系规模的理论和研究方法,找出运用分形理论分析城市体系规模的方法,并且借助于Swarm仿真平台,实现对陕西省城市体系规模发展的仿真设计与实现,提出了针对陕西省城市体系规模发展的优化建议。本文首先阐述了分形理论及复杂适应系统的相关概念,在此基础上,引出了分形维数以及基于Agent的复杂适应系统建模的基本知识;其次,在介绍城市体系规模理论和研究方法的基础上,建立了基于分形维数的一元线性回归模型,并利用陕西省1999-2009年各个城市的非农业人口数,对陕西省城市体系规模发展现状进行了分析;再次,借助于Swarm仿真平台,设计并实现了基于陕西省城市体系规模的仿真系统,通过对仿真参数和仿真结果的归类分析,提出了影响陕西省城市体系规模发展的几点假设,对假设进行仿真验证分析,总结出了影响陕西省城市体系规模发展的因素,由此得出针对陕西省城市体系规模发展的优化方案,并提出可执行的政策及建议。根据仿真结果表明,中小型城市的发展速度过于缓慢,导致陕西省城市体系规模人口分布差异性较大,并且这种差异性还有增大的趋势。因此,为了使陕西省城市群体系规模向最优的方向发展,在发挥首位城市带头作用的同时,加快中小型城市的发展显得尤为重要。本论文是基于陕西省社科基金项目“陕西省县域经济空间结构优化整合实证研究”为研究背景进行研究的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究及发展现状
• 1.2.1 城市体系规模的研究及发展现状
• 1.2.2 基于Agent建模仿真方法的研究及发展现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.4 论文的内容安排
• 2 基础理论
• 2.1 分形理论概述
• 2.1.1 分形理论的定义
• 2.1.2 分形的分类
• 2.1.3 分形维数的定义
• 2.1.4 分形维数的测定
• 2.2 复杂适应系统
• 2.2.1 复杂适应系统理论概述
• 2.2.2 适应性主体及其基本性质
• 2.2.3 基于Agent的复杂适应系统建模
• 2.3 本章小结
• 3 陕西省城市体系的规模分布
• 3.1 城市规模分布的理论和方法
• 3.1.1 城市首位率
• 3.1.2 四城市指数和十一城市指数
• 3.1.3 城市金字塔
• 3.1.4 二倍数规律
• 3.1.5 位序-规模律
• 3.2 陕西省城市体系规模分析
• 3.2.1 陕西省城市规模等级分析
• 3.2.2 陕西省城市体系首位指数分析
• 3.2.3 分形理论分析
• 3.3 本章小结
• 4 基于Swarm平台的陕西省城市体系规模仿真
• 4.1 Swarm概述
• 4.2 Swarm的系统结构
• 4.2.1 Swarm的主体构成结构
• 4.2.2 Swarm中各种主体之间的逻辑结构
• 4.2.3 Swarm中各种主体内部的调度过程
• 4.3 Swarm的程序开发模型
• 4.3.1 主体模块
• 4.3.2 ModelSwarm模块
• 4.3.3 ObserverSwarm模块
• 4.3.4 main模块
• 4.4 陕西省城市规模仿真模型的设计与实现
• 4.4.1 仿真模型的介绍
• 4.4.2 仿真模型的基本条件假设
• 4.4.3 仿真模型的设计
• 4.4.4 仿真模型界面
• 4.4.5 仿真过程、结果及分析
• 4.5 优化方案的提出
• 4.6 本章小结
• 5 总结和展望
• 5.1 本文的主要内容
• 5.3 本文需要改进的地方
• 致谢
• 参考文献
• 附录 硕士研究生学习阶段发表论文