未来城乡空间布局的动态预判，空间发展模型简介

随着城市的快速发展，“摊大饼”式城市空间的扩张也带来了一系列社会、经济、环境问题。为了应对这些问题，美国等西方国家在上世纪开始将城市增长边界的概念引入规划，并进行了大量的研究和实践，对控制城市无序蔓延、引导城市合理发展起到了积极作用。我国学者也对此进行了大量研究。在2014年7月，住建部和国土部共同将城市增长边界从概念推向实操，指定了14个城市如北京、上海、广州等，首先开展划定城市增长边界的工作。

划定城市增长边界和其他规划工作一样，都需要对城市的空间发展情况做出预判。科学的预测城市可能的发展状况，对制定的政策所带来的影响进行模拟，是规划指导城市建设和发展的重要基础。而预测城市发展所需考虑的影响因素众多，如何能够综合的、科学的、高效的完成这项工作，空间发展模型给出了一个解决方案。

空间发展模型就是以预测城乡建设用地空间发展为目标的模型。它采用了约束性元胞自动机原理，能够同时兼顾城市建设用地空间增长的复杂时空特性，和各方面约束条件对城市增长的影响，实现不同目标情景下城乡空间发展的动态模拟。模型将研究区分为若干大小相等的单元作为元胞，通过一系列动态计算过程，判断非建设用地转变为建设用地的情况，形成建设用地分布模拟图。

模型将影响城乡建设用地的因素归纳为空间约束、邻里约束和制度性约束三大类，每类约束条件都由一系列影响因素表示。其中区位约束指元胞所处的位置的区位条件的影响，如与各级城镇中心的距离、与道路的最短距离等；邻里约束指某个元胞的周边建设情况带来的影响；制度性约束指元胞所处地区的土地等级、是否处于限建区等情况。这些影响因素通过模型中一系列参数的设定，作用于城乡建设用地的模拟结果。

空间发展模型中对因素侧重的改变可以模拟出城乡建设用地多种可能的发展情况。如弱化生态环境、规划等约束因素，代表城市沿现有建设用地蔓延的情景；加强道路、重点镇等因素的影响，则会形成“葡萄串式”的发展情景；强化禁建区的保护力度，保证城市增长对自然资源的破坏和受灾害风险的影响更小，形成生态保护情景；增加新城的因素，加大新城周边建设力度，会形成促进新城发展的情景等等。以北京为例，选择2006年为基准年，2049年为目标年进行模拟，可以看出几种不同的情景下，北京城市建设用地呈现了不同的发展形态。

空间发展模型的界面共分为参数设定、数据输入两个界面。用户可以在参数设定页面选择情景，或按照需求调整各因素的影响权重。模型中预设了规划情景、蔓延情景、葡萄串情景以及生态保护区情景这4种情景。在参数设定界面还需进行基准年和目标年等信息的设定。之后用户通过数据页面选择各因素计算所需的数据，开始模拟后就可形成基准年到目标年分年份的建设用地的模拟结果。

空间发展模型可以应用于不同情景下城市建设用地发展的模拟，或是对新建项目进行周边发展影响模拟。目前已经应用于北京城市总体规划及总体规划修改等工作中。在目前越来越重视城乡建设在合适的区域内高质量发展的背景下，无疑是为规划编制和政策制定提供决策支持的有力工具。

后记：