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第1章　绪论1

1.1　研究背景1

1.1.1 全球变化与土地利用／覆盖变化研究2

1.1.2　城市化与土地利用／覆盖变化6

1.1.3　城市化与土地生态系统研究8

1.2　研究动态11

1.2.1　城市空间演化研究动态11

1.2.2 当前国内外研究存在的不足16

1.3　研究意义和内容19

1.3.1　研究目的和内容19

1.3.2　研究意义21

1.3.3　本书框架23

1.4　本章小结27

第2章　相关研究理论与方法28

2.1　城市化进程中的区位理论28

2.2　城市化进程中的经济理论32

2.2.1　土地稀缺性原理32

2.2.2　地租地价理论33

2.2.3　替代原理37

2.2.4　城市化进程中的可持续发展理论38

2.3　城市化进程中的生态学理论43

2.3.1　城市生态位理论43

2.3.2　最小因子理论44

2.3.3　环境承载力原理44

2.4　复杂性科学研究理论45

2.4.1　复杂性概念45

2.4.2　复杂性特征47

2.4.3　复杂系统概念47

2.4.4　复杂系统特征48

2.4.5　复杂性科学研究49

2.5　细胞自动机基本理论52

2.5.1 细胞自动机的起源52

2.5.2　细胞自动机的定义53

2.5.3　细胞自动机的构成54

2.5.4　细胞自动机的特征60

2.5.5 细胞自动机的分类61

2.5.6　细胞自动机的相关理论63

2.6　多智能体基本理论71

2.6.1　主体的基本概念72

2.6.2　主体概念模型75

2.6.3　主体体系结构76

2.6.4　基于主体的建模82

2.7　本章小结88

第3章　城市空间系统演化的复杂性研究90

3.1　基本概念与内涵91

3.1.1 空间91

3.1.2　城市空间93

3.1.3 城市空间系统96

3.2　城市空间系统演化的复杂过程99

3.2.1　城市空间系统演化概述100

3.2.2　城市空间系统演化的时空复杂性103

3.2.3　城市空间系统演化的自组织105

3.2.4　城市空间系统演化的混沌边缘109

3.2.5　城市空间系统的适应性110

3.2.6　城市空间系统演化复杂性的根源113

3.3　城市空间系统演化模式与动力机制115

3.3.1 城市空间系统演化模式116

3.3.2　城市空间系统演化动力机制118

3.4　城市空间系统演化与细胞自动机理论122

3.4.1 细胞自动机理论在城市演化中的应用123

3.4.2　细胞自动机理论在城市演化应用中的趋势126

3.5　城市空间系统演化与多智能体理论129

3.5.1 多智能体理论在城市演化中的应用129

3.5.2　多智能体理论在城市演化中的应用特征132

3.6　本章小结134

第4章　马尔可夫链模型的应用136

4.1　研究方法与模型137

4.1.1　传统马尔可夫链模型137

4.1.2　传统数学模型法139

4.1.3　模型与方法的实例研究140

4.2　扩展马尔可夫链模型的应用145

4.2.1 基于绝对分布的马尔可夫模型146

4.2.2　基于加权的模糊马尔可夫模型150

4.3　本章小结159

第5章　复合城市空间演化模型建模160

5.1 复合城市空间演化模型的可行性分析161

5.1.1 多智能体模型与细胞自动机模型相结合161

5.1.2　复合演化模型与GIS相结合168

5.2　复合演化模型体系结构170

5.3　细胞自动机模块扩展175

5.3.1　细胞自动机模块体系结构175

5.3.2　扩展的细胞自动机模型运行机理180

5.3.3　扩展的细胞自动机模型概念表述182

5.3.4　扩展的细胞自动机模型演化规则189

5.4　多智能体模块扩展198

5.4.1 多智能体模块体系结构198

5.4.2　智能体模型结构201

5.4.3　智能体语法定义205

5.4.4　智能体行为规则207

5.4.5　智能体决策优选方案选择212

5.5　本章小结215

第6章　武汉市城市空间演化实例研究217

6.1　研究区域分析218

6.1.1　地理空间分析218

6.1.2 国民经济分析220

6.1.3 空间演化分析222

6.2　实验系统的实现226

6.2.1 系统基本流程226

6.2.2　相关模块的系统实现228

6.2.3 系统界面及主要功能237

6.3　系统运行与结果分析241

6.3.1　数据、资料预处理241

6.3.2 系统模拟结果247

6.3.3　模型评价250

6.3.4　模拟结果分析252

6.4　本章小结255

第7章　总结与展望257

7.1　研究内容总结257

7.2　研究成果总结260

7.3　后续研究展望262

参考文献264

后记285