研究意义
合理的地理边界单元划分需要考虑空间特征的连续性和对象特征的属性相似性。现有研究缺乏对这两类约束作用在城市增长模拟中空间异质性效应的系统评价，本研究构建四种典型分区方案，探讨不同地理边界对城市空间增长模拟的差异影响。
理论创新
系统评价地理边界约束的空间异质性效应
实践价值
支持城市发展从"增量扩张"向"存量更新"转型
核心指标
4
典型分区方案
0.066
最大精度波动(SD)
江阴市
实证研究区域
四种典型分区方案
行政片区划分
Z1 - 空间连续性主导
划分特征
基于既有行政边界，遵循规模均好、功能完整原则
空间表现
形状规整、边界稳定、空间连续性强
"中心-边缘"结构
Z2 - 属性相似性主导
划分特征
基于建设用地密度，识别城市中心区、边缘区、乡村腹地
技术方法
连续小波分析(SCWT) + 核密度估计(KDE)
双重K-means聚类
Z3 - 双重约束平衡
核心特征
广义欧氏距离，同时考虑空间位置和属性特征
约束侧重
对空间连接性关注度较高
DSC聚类分区
Z4 - 属性相似性强调
技术路径
Delaunay三角网 + 信息熵属性聚类
优势特色
更强调属性相似性，有效刻画空间差异性
矢量CA模型架构
模型组成
动态地块分裂
递归迭代策略将大地块分裂成多个小地块，模拟城市用地碎片化
矢量CA模拟
以分割后地块为基本单元，计算发展概率进行土地利用变化模拟
随机森林驱动
采用随机森林模型获得每个地块的整体开发适宜性
概率计算公式
发展概率模型
Pk,ti = Pgk,ti × Ωi,jt × Pcit × RA
Pg: 整体发展概率
Ω: 邻域效应
Pc: 约束因子
RA: 随机因子
江阴市实证结果分析
模拟精度对比
Z2 (中心-边缘)
SD=0.007
差异最小
Z1 (行政片区)
规整有序
空间分布
Z3 (双重K-means)
高度一致
扩展模式
Z4 (DSC聚类)
SD=0.066
波动最大
景观格局特征
空间连续性主导 (Z1, Z2)
FN
形状规则
形状规则
AI
分布有序
分布有序
LSI
景观相似
景观相似
SHDI
多样性指数
多样性指数
属性相似性主导 (Z3, Z4)
地域分异：强调驱动因子一致性
空间格局：形状复杂且分布离散
城市扩张模式分析
整体扩展模式
Z1 & Z3 特征
- 高度一致性捕捉扩展模式
- 对特定模式敏感性较弱
- 整体趋势把握能力强
应用场景
适用于宏观城市发展规划和整体扩张趋势预测
局部变化敏感
Z2 & Z4 特征
- 模拟更多边缘式扩张地块
- 对局部变化敏感性强
- 细节捕捉能力突出
应用场景
适用于精细化城市管理和局部区域开发控制