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城市化是社会发展的一种必然现象。自改革开放以来,我国的城市发展迅速。但伴随城市化的交通拥堵、环境污染及盲目扩张等问题日益突出,对城市可持续发展产生重大影响。城市扩张受人类行为影响较大,而多主体模型就是从“人”的角度出发,模拟人的行为决策对城市扩张的影响,“自下而上”的模拟城市扩张动态过程,探寻城市扩张过程中主体的作用和影响机制,有助于城市绿色健康发展。本文以楚雄市城区为研究区,基于1990年至2015年四期土地利用数据,从扩张速度、扩张强度以及扩张空间格局三个方面分析了研究区内建设用地变化情况,然后对城市扩张中的多主体层和环境要素层进行了分析,重点制定了相应的行为决策规则,并加入了主体的建设行为。在ArcGIS平台的支持下,采用Python编程语言和GDAL模块构建了城市扩张模拟程序(Urban-ABM),应用Urban-ABM模拟程序对研究区的建设用地进行了模拟,并预测了不同情景下2025年研究区内的建设用地分布情况。主要研究内容及结论如下:(1)对楚雄市的土地利用时空格局和研究区建设用地时空格局进行了分析。结果表明,建设用地主要来自于耕地,且其变化速度及幅度是最大的,扩张速度也在持续增加,扩张方向先向西北后向东南。(2)构建城市建设用地模拟模型框架。首先对环境要素层和多主体层进行分析,阐述了主体间、主体与环境间的相互作用关系,在此基础上构建了主体的行为决策规则:居民主体基于最大效用值选择位置;开发商主体依据开发概率值和“建成率”进行开发建设;政府主体在整个扩张过程中具有约束作用。在模型中为使模拟更加真实,在开发商和政府主体的行为决策中加入了建设行为,即在城市扩张的过程中,开发商和政府主体会根据扩张的规模对学校、商场、交通站以及公园广场等设施进行建设。由于研究区为山区,对其高程和坡度做了相应的“缓冲”分析。(3)Urban-ABM模拟程序的编写及应用。基于城市建设用地模拟模型框架,使用Python编程语言和GDAL模块编写Urban-ABM模拟程序。并应用此程序对研究区1990年至2010年的建设用地扩张进行了模拟,模拟结果较为吻合,模拟精度为70.4%。并基于研究区2015年的土地利用数据,预测了不同情景下2025年研究区内的建设用地扩张情况。