1. 研究目的与意义（文献综述）

城市是一个动态空间复杂系统，其发展变化受到自然、经济、文化、政策等多种因素的影响。我国正处在城市化快速发展的时期，以城市空间扩展为特征的城市化浪潮导致了城市用地供需矛盾愈发剧烈。城市空间扩展面临更多的可能性，因此加强城市空间扩展研究有着重要的社会意义。构建科学合理的城市扩展模拟模型有助于预测城市未来发展趋势，检验城市空间发展的预期效果，为城市规划和城市发展提供决策支持。

近年来，国内外研究人员从不同角度针对城市空间扩展的预测模型作了大量研究，也取得了一些成效。1990年p.krugman建立了多中心城市的空间自组织模型；1994年wegenr建立了动态非平衡系统的dortmund模型；1995年markse等利用逾渗模型模拟了城市空间的发展形态，并对柏林市城市用地增长进行了有效地试验模拟。1979年tobler首次提出将元胞自动机模型（ca）应用于地理建模中，并用ca的概念模拟了当时美国五大湖区底特律市的扩展。

ca由于其简便性、灵活性和灵敏性，尤其是结合时空维度的能力，在城市扩展模拟领域受到广泛应用。国内诸多学者也基于ca在城市扩展邻域做了大量研究。张显峰等（2000）将标准ca模型的四元组进行了扩展以满足gis环境下的城市扩展动态模拟的要求，并对包头市城市扩展进行了较成功的模拟和预测。龙瀛等（2008）提出一种基于约束性ca来制定城市增长边界的方法。欧金明等（2007）集成人工神经网络和约束型ca ，预测了北京市东部平原区在3种情景规划之下的未来 50 年的城市形态。李开宇等（2011）集成遗传算法和ca对西安市1990-2007年的城市发展进行模拟，得到了较好的效果。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

在以上的研究环境和背景下，本课题的主要内容是建立基于cas—ca模型的城市空间扩展模拟与预测模型，分析影响城市空间扩展的宏观和微观因素，对城市未来空间扩展进行预测。并以武汉市为实例，收集武汉市相关数据，利用构建的预测模型，对未来几年的武汉市空间扩展趋势进行预测。

此外，根据模型预测结果，对武汉市下一步的城市规划提供科学的决策信息，进而为城市土地利用规划提出科学合理的实施方案。

3. 研究计划与安排

2月20号—3月3号：毕业实习，搜集毕业论文相关材料；

3月6号—3月17号：书写并提交开题报告；

3月20号—3月24号：搜集毕业设计课题相关外文参考文献，完成外文文献翻译；

4. 参考文献（12篇以上）