城市生長與形態雙維分形模型改進及應用

作者：李亞桐,張麗君,葉士琳,祁新華

摘要：分形方法是測度城市生長與形態演化的重要方法,然而其標度區范圍的自然識別依然存在瓶頸。本文采用二階導數識別半徑法標度區界線,結合經典計盒法模型提出改進的雙維分形標度律測算方法,以鄭州市為案例區驗證模型的精度與效度,綜合解析鄭州城市空間形態結構的生長演變特征。結果顯示:①利用二階導數自動識別半徑法標度區界線可顯著提升分形模型擬合效果,擬合精度R2由0.920提升至0.996以上;②鄭州城市空間結構存有雙標度現象,城市生長擴張并非標準環形波狀推進,半徑法模型僅在"城市中心邊緣—建成區內側"的環狀范圍擬合有效,城市結構可能存有自仿射生長或隨機多分形特征;③1982—2020年鄭州城市形態演化為明顯的中心蔓延模式,職能用地的空間配置整體均勻程度偏高,功能分異程度較低,存有城市景觀較紊亂,系統效率不高的隱患。本研究對半徑法分形模型中擬合精度難以提升的應用瓶頸作出了突破性嘗試,為城市生長模擬與城市空間結構演變分析提供了一種新方法,豐富了城市分形研究。

發文機構：福建師范大學濕潤亞熱帶山地生態國家重點實驗室培育基地 福建師范大學地理科學學院 河南大學環境與規劃學院

關鍵詞：城市生長城市空間形態標度區識別二階導數方法雙維分形模型徑向維數網格維數鄭州市urban growthurban spatial formscaling range identificationsecond derivative methodtwo-dimensional fractal modelradial dimensiongrid dimensionZhengzhou

分類號： G63[文化科學—教育學]