基于多智能體的旅游鄉(xiāng)村聚落用地格局演變模擬
——以野三坡旅游區(qū)茍各莊村為例

劉孟浩，席建超

（1.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京100101；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京100049）

引言

土地利用變化是自然環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、政策制度等諸多因素相互作用的結(jié)果[1]，是區(qū)域城鄉(xiāng)系統(tǒng)演化重要而具象的表征。城鄉(xiāng)演化模擬與預(yù)測(cè)模型基本上都涉及土地利用空間格局變化的信息[2]。因此，在城鄉(xiāng)系統(tǒng)研究模擬預(yù)測(cè)中，從土地利用視角研究其變化過(guò)程，具有重要理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值[3]。近年來(lái)，相關(guān)的研究模型不斷被建立和完善，被用來(lái)研究探索城鄉(xiāng)地域系統(tǒng)演化中的土地利用時(shí)空演化問(wèn)題，常用的模型有基于方程的模型、統(tǒng)計(jì)學(xué)模型、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、土地利用轉(zhuǎn)化及其效應(yīng)模型、元胞自動(dòng)機(jī)模型、多智能體模型等[4]。其中，應(yīng)用較廣的是元胞自動(dòng)機(jī)和多智能體模型。多智能體模型能夠表達(dá)可移動(dòng)個(gè)體的行為規(guī)則，同時(shí)能夠彌補(bǔ)元胞自動(dòng)機(jī)對(duì)個(gè)體行為模擬能力的不足[5]。

多智能體系統(tǒng)（multi-agent systems,MAS）是由多個(gè)交互的智能體組成的，具有動(dòng)態(tài)的行為和異質(zhì)性特征[6]。多智能體系統(tǒng)通過(guò)模擬智能體之間以及智能體與地理空間環(huán)境之間的相互作用，可以展現(xiàn)復(fù)雜的土地利用動(dòng)態(tài)變化過(guò)程[7]，目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在已有的研究中，多智能體主要應(yīng)用于城市用地的模擬，包括城市居住空間演化[8-9]、城市擴(kuò)展模擬[10-11]、土地利用時(shí)空演化[12-13]、擴(kuò)張規(guī)劃情景模擬[14-15]。多智能體模型在鄉(xiāng)村聚落土地利用的應(yīng)用較少，目前應(yīng)用方向主要是對(duì)農(nóng)戶種植行為的模擬[16-17]。

伴隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)程，我國(guó)傳統(tǒng)鄉(xiāng)村聚落正在經(jīng)歷著轉(zhuǎn)型和空間重構(gòu)[18]，其規(guī)模和空間格局也隨之發(fā)生變化。對(duì)于微尺度鄉(xiāng)村聚落空間動(dòng)態(tài)演變過(guò)程以及相關(guān)機(jī)理的研究，是我國(guó)鄉(xiāng)村聚落空間研究需要重視的領(lǐng)域之一[19]，從土地利用角度透視鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)型發(fā)展的特征、規(guī)律和機(jī)制，是進(jìn)行鄉(xiāng)村發(fā)展研究的重要路徑[20-21]。近年來(lái)，隨著旅游業(yè)發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級(jí)以及與其他產(chǎn)業(yè)融合度不斷增加，旅游對(duì)傳統(tǒng)鄉(xiāng)村空間格局的影響逐漸深化[22]，已有研究關(guān)注了旅游鄉(xiāng)村聚落的演化規(guī)律[23-24]、空間擴(kuò)展模式[25-26]和驅(qū)動(dòng)機(jī)制[27]，但主要為定性描述和基于經(jīng)驗(yàn)和方程式的表達(dá)，缺乏針對(duì)旅游鄉(xiāng)村聚落土地利用空間演化系統(tǒng)模擬的研究。

因此，本研究嘗試建立一種基于多智能體的旅游鄉(xiāng)村聚落土地利用空間演化模擬模型，旨在模擬農(nóng)戶與各影響因素的相互作用而導(dǎo)致用地格局演化的過(guò)程。以河北省三坡鎮(zhèn)茍各莊村為案例區(qū)，通過(guò)實(shí)地調(diào)研收集相關(guān)資料，分析影響農(nóng)戶土地利用決策的主要因素，揭示微觀土地利用變化的機(jī)理。通過(guò)GIS 和Netlogo 平臺(tái)，模擬案例區(qū)1985—2010年間的土地利用空間演化過(guò)程。

1 基于多智能體的旅游鄉(xiāng)村聚落用地演化模型

1.1 理論假設(shè)

多智能體系統(tǒng)被定義為在公環(huán)境中交互的一組智能體，能夠改變自身及其所處的環(huán)境[28]。智能體系統(tǒng)由多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的智能體組成，智能體具有自主性、交互性、反應(yīng)性、主動(dòng)性等特征，在虛擬環(huán)境中具有自主能力進(jìn)行有關(guān)決策，并存在一定的結(jié)構(gòu)關(guān)系[29]，這構(gòu)成了模型的基本理論架構(gòu)（圖1a）。多智能體系統(tǒng)已經(jīng)成為對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行模擬和分析的重要方法。在較為成熟的基于土地利用多智能體模擬中，模型的基本組成為多智能體層和環(huán)境因素層。在多智能體層中，智能體之間進(jìn)行局部相互作用，不同類型的智能體之間進(jìn)行相互交流，并由此做出相應(yīng)的決策來(lái)影響其所在的環(huán)境，同時(shí)環(huán)境的變化也反饋于多智能體，影響其下一步所采取的行動(dòng)和措施。在這一過(guò)程中，多智能體和環(huán)境處于不斷謀求平衡的狀態(tài)[30]。

旅游鄉(xiāng)村聚落中的土地利用行為相比于城市系統(tǒng)而言較為簡(jiǎn)單。但是與傳統(tǒng)村落相比，仍呈現(xiàn)出一些特質(zhì)：第一，旅游村落在滿足本地人口自然增長(zhǎng)引發(fā)用地需求變化的同時(shí)，也需要滿足旅游者的接待服務(wù)需求。第二，影響農(nóng)戶智能體用地決策的因素，除家庭人口自然增長(zhǎng)外，更重要的是作為家庭主要經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的旅游經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。第三，農(nóng)戶作為具有獨(dú)立決策能力的智能體，在聚落特定地理空間上相互作用，既表現(xiàn)為“先鋒農(nóng)戶”示范帶動(dòng)作用，也表現(xiàn)為農(nóng)戶間的相互攀比效應(yīng)。并具體體現(xiàn)在宅基地地塊數(shù)量、用地類型變化以及住宅用地功能差異上，表現(xiàn)為地塊功能變化導(dǎo)致的旅游經(jīng)營(yíng)的競(jìng)爭(zhēng)與合作結(jié)構(gòu)關(guān)系和旅游鄉(xiāng)村聚落土地利用格局的演變過(guò)程。因此在理論上，多智能體模型可以用于旅游地微尺度土地利用變化模擬。在旅游者需求驅(qū)動(dòng)下和政府不同階段調(diào)控背景下，農(nóng)戶智能體可根據(jù)地塊的區(qū)位條件和景觀格局，做出新增建設(shè)用地和將原有居住用地轉(zhuǎn)變?yōu)槁糜斡玫氐臎Q策，反過(guò)來(lái)，這種變化也影響著農(nóng)戶用地模式的再?zèng)Q策（圖1b）。

1.2 模型框架

本研究建立的模型旨在研究旅游鄉(xiāng)村聚落中的各智能體之間及其與地理環(huán)境的相互作用，分析這些相互作用和土地利用空間格局形成的關(guān)系。模型基本框架包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、環(huán)境要素層和多智能體層?；A(chǔ)數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)和實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)，環(huán)境要素層包括空間范圍、環(huán)境質(zhì)量、交通通達(dá)性和景區(qū)鄰近度。在多智能體層中，農(nóng)戶智能體結(jié)合自身需求和市場(chǎng)需求，在政府調(diào)控下，根據(jù)環(huán)境要素進(jìn)行建設(shè)用地?cái)U(kuò)張和用地功能轉(zhuǎn)變的土地利用決策。

圖1 旅游鄉(xiāng)村聚落土地利用演化的多智能體系統(tǒng)模型基本架構(gòu)Fig.1 Basic architecture of the agent-based system in rural settlement land use

1.3 環(huán)境要素層

空間范圍：村莊建設(shè)規(guī)劃限定了多智能體選擇的范圍，農(nóng)戶智能體只能選擇已有宅基地或規(guī)劃的村內(nèi)空閑地塊。除此之外，農(nóng)戶智能體還能夠改變空間的土地利用類型，如果農(nóng)戶在原有房屋的基礎(chǔ)上改造房屋，經(jīng)營(yíng)家庭旅館、飯店等旅游服務(wù)設(shè)施，則該地塊的土地利用類型由住宅用地轉(zhuǎn)變?yōu)槁糜斡玫亍?/p>

交通通達(dá)性： 能夠體現(xiàn)交通方便的程度，通過(guò)某地塊的幾何中心點(diǎn)到最近道路的距離來(lái)表示。由于研究對(duì)象為村落，所以在評(píng)價(jià)時(shí)選取鄉(xiāng)村主路作為衡量指標(biāo)，其交通通達(dá)性用下式表示：

Etraffic為交通通達(dá)指數(shù)；Droad表示地塊到村內(nèi)主干道路的距離；β表示村內(nèi)主干道路空間衰減系數(shù)。

環(huán)境質(zhì)量：旅游鄉(xiāng)村聚落居住的主體是農(nóng)戶和旅游者，環(huán)境質(zhì)量對(duì)農(nóng)戶的生活、健康和游客的居住舒適度都存在較大的影響。本文選取到河流和鐵路的距離作為衡量景觀程度的標(biāo)準(zhǔn)，其中河流對(duì)環(huán)境質(zhì)量有正向影響，鐵路噪音對(duì)居住環(huán)境存在一定的負(fù)面影響。

式（2）中，Eenvironment為環(huán)境質(zhì)量指數(shù)；Driver、Drailway分別表示地塊到河流和鐵路的距離；δ1、δ2分別表示河流與鐵路的空間衰減系數(shù)，γ1、γ2為對(duì)應(yīng)因子的權(quán)重系數(shù)，且γ1+γ2=1。

景區(qū)鄰近度：旅游鄉(xiāng)村聚落中的用地逐漸由居住功能轉(zhuǎn)換為旅游服務(wù)功能，所以鄉(xiāng)村距旅游景點(diǎn)的距離對(duì)農(nóng)戶選擇用地時(shí)有著非常大的影響，故單獨(dú)作為一個(gè)層來(lái)考慮。景區(qū)影響如下式：

式（3）中，Escenic為景區(qū)鄰近度，θ表示景區(qū)的空間衰減系數(shù)，Dscenic表示到周邊最近景區(qū)或景點(diǎn)的距離。

鄉(xiāng)村尺度較小，不能忽視其用地轉(zhuǎn)化受隨機(jī)因素的影響。向模型中加入隨機(jī)因素的作用ε，這樣使得模型的運(yùn)算結(jié)果更加符合實(shí)際情況，反映出土地利用變化所存在的不確定性。

1.4 智能體及其決策行為

在旅游鄉(xiāng)村聚落的用地格局演變中，農(nóng)戶、政府和以旅游者為代表的市場(chǎng)都具有決策的權(quán)利，但是由于政府在批準(zhǔn)建設(shè)用地過(guò)程中起到的是通過(guò)監(jiān)管對(duì)農(nóng)戶決策進(jìn)行調(diào)控的作用，旅游市場(chǎng)在用地功能轉(zhuǎn)變中所起到的作用是通過(guò)需求影響農(nóng)戶決策，二者不作為獨(dú)立的智能體參與模擬，而是將其偏好和選擇反饋在農(nóng)戶的用地變化決策中。

1.4.1 農(nóng)戶智能體及其決策行為

圖2 模型框架Fig.2 Framework of the model

農(nóng)戶的決策行為主要有兩種：建設(shè)用地?cái)U(kuò)張和用地功能轉(zhuǎn)變。建設(shè)用地?cái)U(kuò)張是指農(nóng)戶選擇新增建設(shè)用地的決策行為，用地功能轉(zhuǎn)變是農(nóng)戶在原有建設(shè)用地的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的土地功能轉(zhuǎn)變的決策行為。其中，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張主要有兩種情況：一是旅游發(fā)展帶來(lái)的旅游者對(duì)于旅游服務(wù)設(shè)施，特別是農(nóng)家旅館的需求。農(nóng)戶的原有住宅面積較小、環(huán)境較差，難以滿足旅游者的需求，因此農(nóng)戶選擇新建房屋作為農(nóng)家旅館等旅游服務(wù)設(shè)施用地。二是由于農(nóng)戶家庭人口的增加、家庭結(jié)構(gòu)改變而產(chǎn)生的對(duì)新的住宅用地的需求。在旅游鄉(xiāng)村聚落，農(nóng)戶在房屋擴(kuò)建之前需要考慮未來(lái)房屋的空間位置對(duì)于旅游者的吸引力，從而選擇合適的位置進(jìn)行改建，即臨街、臨河等交通便利、自然環(huán)境好的位置。農(nóng)戶擬用于建造房屋的用地需征得政府的批準(zhǔn)，政府據(jù)其所申請(qǐng)宅基地是否在鄉(xiāng)村規(guī)劃之中而作出判斷。在農(nóng)戶智能體選擇自己滿意的地理位置后，如果該地不是建設(shè)用地，而是耕地、林地等其他用地，即可向政府申請(qǐng)批地。而用地功能轉(zhuǎn)變則由農(nóng)戶根據(jù)市場(chǎng)需求和自家房屋的地理位置進(jìn)行自主決策，不受政府干預(yù)。因此會(huì)出現(xiàn)住宅用地和旅游用地之間的相互轉(zhuǎn)換。空間位置較好的地區(qū)會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槁糜斡玫?，遠(yuǎn)離河流和道路、距鐵路較近的位置不適宜作為旅游用地，從而轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)戶的居住用地。因此，在追求效用最大化假設(shè)的前提下，某一候選地塊Li對(duì)第t個(gè)農(nóng)戶智能體的效用值可用下面公式表示：

式（4）中，a+b+c=1，Etraffic、Eenvironment、Escenic分別是候選地塊Li的交通通達(dá)性、環(huán)境質(zhì)量、景區(qū)鄰近度；a、b、c分別為第t個(gè)農(nóng)戶智能體對(duì)各影響因子的偏好權(quán)重；ε為隨機(jī)干擾。

1.4.2 旅游市場(chǎng)的需求

城鎮(zhèn)近郊旅游地的主要客源為周末休閑度假游的市民，旅游業(yè)的快速發(fā)展使得旅游區(qū)接待人次規(guī)?；焖僭鲩L(zhǎng)，因此對(duì)旅游地的配套服務(wù)設(shè)施產(chǎn)生了大量的需求。從“旅游區(qū)-社區(qū)-吸引物”旅游綜合體構(gòu)成看，若旅游地地處偏遠(yuǎn)，遠(yuǎn)離中心城鎮(zhèn)（缺少接待設(shè)施），則其周邊的鄉(xiāng)村就成為短途游游客的住宿首選，由此拉動(dòng)了對(duì)于旅游地周邊中低檔次住宿的需求，這是農(nóng)戶進(jìn)行用地?cái)U(kuò)張和轉(zhuǎn)變的根本動(dòng)力。游客在選擇住宿地點(diǎn)時(shí)，會(huì)偏好環(huán)境較好、距景區(qū)較近、交通便利的位置，其選擇偏好對(duì)農(nóng)戶智能體的決策起到了重要影響。所以，農(nóng)戶智能體用地功能轉(zhuǎn)變的決策即為旅游市場(chǎng)需求的體現(xiàn)。

表1 智能體類型及影響因子Tab.1 Types and impact factors of agents

1.4.3 政府的調(diào)控

在旅游鄉(xiāng)村聚落的發(fā)展過(guò)程中，政府的干預(yù)和調(diào)控主要通過(guò)宅基地管理、鄉(xiāng)村發(fā)展規(guī)劃和戶口遷移等政策法規(guī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。鄉(xiāng)村規(guī)劃框定了土地利用的基本格局。在鄉(xiāng)村聚落土地利用演變過(guò)程中，政府調(diào)控隨著政策和旅游業(yè)的發(fā)展不斷調(diào)整。早期由于發(fā)展旅游具有巨大潛力和帶來(lái)現(xiàn)實(shí)收益，政府對(duì)村莊建房宅基地審批實(shí)行寬松政策，以解決旅游需求大、接待服務(wù)設(shè)施短缺的問(wèn)題。然而隨著土地監(jiān)管政策的深化，侵占耕地的行為受到限制，新的建設(shè)用地審批困難，農(nóng)戶選擇已有宅基地上的住宅用地進(jìn)行翻新和改建，將其改造為旅游用地。

2 模型應(yīng)用

2.1 案例區(qū)概況

茍各莊村位于河北省淶水縣野三坡旅游區(qū)內(nèi)，距離最近的景區(qū)僅1 km。野三坡是國(guó)家風(fēng)景名勝區(qū)和國(guó)家5A 級(jí)景區(qū)，旅游業(yè)發(fā)展始于1986 年。茍各莊村是野三坡景區(qū)重要的游客的旅游接待和服務(wù)基地，是與野三坡旅游區(qū)同步成長(zhǎng)起來(lái)的旅游鄉(xiāng)村聚落。

表2 農(nóng)戶智能體對(duì)影響因子的偏好權(quán)重Tab.2 Weights for different types of agents

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本模型研究數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括兩個(gè)方面：一是利用參與性農(nóng)村評(píng)估方法和農(nóng)戶調(diào)查問(wèn)卷；二是土地利用現(xiàn)狀圖（1985年和2007年）、土地利用規(guī)劃圖（2020 年）以及遙感影像。本研究結(jié)合圖件和遙感影像解譯，利用半結(jié)構(gòu)訪談工具收集有關(guān)土地利用現(xiàn)狀和歷史的大量信息、資料，反演1985—2010 年建設(shè)用地?cái)U(kuò)張和用地功能轉(zhuǎn)變的時(shí)空演變過(guò)程，繪制茍各莊村1985年、1995年、2000年、2005年、2010年的土地利用圖。結(jié)合用地規(guī)劃將宅基地矢量化為斑塊。

2.3 模型應(yīng)用

2.3.1 農(nóng)戶智能體的權(quán)重確定

本文按照決策目的不同將農(nóng)戶智能體分為建設(shè)用地?cái)U(kuò)張、用地功能轉(zhuǎn)變兩類。在初始化中，設(shè)定現(xiàn)有農(nóng)戶數(shù)量的1/5作為“先鋒農(nóng)戶”。模型每次運(yùn)行，有建設(shè)用地需求的農(nóng)戶占上一次運(yùn)行結(jié)束后擁有住宅用地的人數(shù)的1/3，在原有住宅基礎(chǔ)上向旅游用地轉(zhuǎn)變的人數(shù)占2/3。不同目的的農(nóng)戶智能體對(duì)地理環(huán)境因素的偏好權(quán)重利用熵權(quán)法求取。農(nóng)戶智能體首先選擇對(duì)于其具有最高效用值的地塊，若最高效用值地塊已被開(kāi)發(fā)為建設(shè)用地，則選擇次高效用值的地塊,直到該農(nóng)戶智能體找到其滿意的位置為止。

政府的調(diào)控表現(xiàn)在閾值的設(shè)定上。當(dāng)選擇某一地塊進(jìn)行建設(shè)用地開(kāi)發(fā)的農(nóng)戶智能體超過(guò)一定閾值時(shí)，政府同意其變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，對(duì)于該地塊的農(nóng)戶智能體的選擇過(guò)程結(jié)束；否則，將重新進(jìn)行選擇，直到絕大多數(shù)農(nóng)戶智能體找到滿意的地塊，用地平面擴(kuò)張過(guò)程結(jié)束。隨著模型的運(yùn)行，閾值不斷增加，代表審批逐漸嚴(yán)格。用地功能的轉(zhuǎn)變?cè)谝延薪ㄔO(shè)用地的基礎(chǔ)上進(jìn)行，所以不需要政府調(diào)控的作用，由智能體直接根據(jù)市場(chǎng)需求對(duì)地塊功能進(jìn)行轉(zhuǎn)變。模型的流程如圖2所示。

2.3.2 模型運(yùn)行及結(jié)果分析

本模型中，假設(shè)每一建設(shè)用地矢量斑塊上容納一個(gè)農(nóng)戶智能體，模型每次運(yùn)行，智能體根據(jù)所設(shè)定條件進(jìn)行選擇和決策。最終分別獲得2010 年茍各莊村建設(shè)用地平面擴(kuò)張以及用地功能轉(zhuǎn)變的模擬結(jié)果（圖3）。

圖3 模型運(yùn)行流程圖Fig.3 Flow chart of model

從模擬結(jié)果可以看出，茍各莊村建設(shè)用地以條帶式擴(kuò)張為特征，以拒馬河沿岸西北、東南方向?yàn)閿U(kuò)張軸，呈填充式擴(kuò)展。旅游用地由分散走向集中，從沿河岸和村內(nèi)主路的集中分布，到向村莊西北、東南兩端擴(kuò)展，最終呈條帶式分布。對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行逐點(diǎn)對(duì)比檢驗(yàn)（表3、表4）。從模擬精度來(lái)看，對(duì)于實(shí)際新增建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的模擬較為準(zhǔn)確，達(dá)到84.58%，但是對(duì)于實(shí)際未新增的建設(shè)用地模擬精度較低，僅為50.67%，在模擬結(jié)果中出現(xiàn)了較多“模擬新增而實(shí)際未新增”的地塊，這一方面是由于模型中政府的調(diào)控作用體現(xiàn)在地塊選擇次數(shù)的閾值上，動(dòng)態(tài)閾值的設(shè)定與實(shí)際情況不完全相符，另一方面是模型以2020 年土地利用規(guī)劃作為基本范圍，而土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)截止到2010 年，因此在模擬中會(huì)出現(xiàn)地塊“提前選擇”的情況。對(duì)于用地功能轉(zhuǎn)變的模擬與實(shí)際情況較為吻合，模擬總精度達(dá)到85.29%，其中轉(zhuǎn)變?yōu)槁糜斡玫氐哪M精度為86.70%，未轉(zhuǎn)變?yōu)槁糜斡玫氐哪M精度為82.00%，旅游用地主要集中在交通通達(dá)性和環(huán)境質(zhì)量較好，鄰近景區(qū)、遠(yuǎn)離鐵路的一側(cè)，這也和旅游市場(chǎng)中游客住宿的需求相吻合。誤差主要在于模型降低了土地利用行為選擇的隨機(jī)性，過(guò)于強(qiáng)調(diào)區(qū)位條件和景觀格局，在模擬過(guò)程中沒(méi)有充分考慮在實(shí)際情況中建設(shè)用地的零星分布和農(nóng)戶隨機(jī)選擇的特征，導(dǎo)致模擬結(jié)果出現(xiàn)相對(duì)集聚的現(xiàn)象?？傮w上，模擬結(jié)果與實(shí)際用地格局演化趨勢(shì)大致相符，但實(shí)際情況隨機(jī)性和動(dòng)態(tài)性更強(qiáng)，比模擬結(jié)果更加復(fù)雜。

圖4 實(shí)際土地利用格局變化與模擬結(jié)果對(duì)比Fig.4 Comparison of actual land use pattern and simulation results

表3 建設(shè)用地?cái)U(kuò)張模擬精度Tab.3 Simulation accuracy of construction land expansion

表4 用地功能轉(zhuǎn)變模擬精度Tab.4 Simulation accuracy of land use functional change

3 結(jié)論

從旅游鄉(xiāng)村聚落基本演化規(guī)律看，從傳統(tǒng)旅游鄉(xiāng)村到特色旅游小鎮(zhèn)是一個(gè)必然的趨勢(shì)[23]。這也導(dǎo)致旅游鄉(xiāng)村聚落成為一個(gè)結(jié)構(gòu)和功能日趨復(fù)雜的系統(tǒng)。本研究通過(guò)對(duì)城市多智能體模型的適當(dāng)簡(jiǎn)化，以農(nóng)戶為智能體，以宅基地地塊作為基本單元，通過(guò)進(jìn)行環(huán)境要素分析，判斷農(nóng)戶土地利用決策和旅游市場(chǎng)需求、政府調(diào)控之間的關(guān)系，構(gòu)建了一個(gè)旅游鄉(xiāng)村聚落土地利用空間演化模型。以河北省野三坡旅游區(qū)茍各莊村為案例區(qū)，在分析農(nóng)戶智能體的土地利用行為特征的基礎(chǔ)上，模擬了農(nóng)戶的土地利用決策。模擬結(jié)果與實(shí)際情況大致相符，說(shuō)明多智能體模型能夠?qū)τ诼糜梧l(xiāng)村聚落空間演變的演化規(guī)律和空間擴(kuò)展模式進(jìn)行較為準(zhǔn)確的模擬，并具有一定的優(yōu)勢(shì)。

從研究本身看，有兩處需要進(jìn)一步深化：（1）在模型建構(gòu)上，本研究中模型對(duì)農(nóng)戶社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性例如農(nóng)戶收入、家庭結(jié)構(gòu)、受教育程度等考慮不足，忽略了農(nóng)戶由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性的差異進(jìn)行的決策，以及由此產(chǎn)生的用地變化情況。此外模型對(duì)于旅游市場(chǎng)需求和政府的調(diào)控作用的動(dòng)態(tài)性考慮不足。（2）在模擬方法上，本文模型中矢量地塊的劃分是基于村莊規(guī)劃圖和現(xiàn)今的土地利用狀況反演而來(lái)，鄰域相互作用機(jī)制無(wú)法適用于矢量數(shù)據(jù)的模擬，地塊對(duì)象之間的空間聯(lián)系表達(dá)較弱。因此，在接下來(lái)的研究中，將重點(diǎn)關(guān)注以下方面：一是在環(huán)境要素層的基礎(chǔ)上，構(gòu)建與空間地塊相對(duì)應(yīng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性要素層，進(jìn)一步完善基于多智能體在鄉(xiāng)村聚落土地利用決策模型及其算法，包括決策類型、決策行為的規(guī)則及其相互作用的機(jī)理等；二是研究在微尺度下矢量地塊的轉(zhuǎn)換規(guī)則和空間表達(dá)，在提高模擬精度的同時(shí)，更真實(shí)地在模型中體現(xiàn)智能體相互作用的復(fù)雜內(nèi)涵及其與地塊之間的空間聯(lián)系，充分發(fā)揮矢量數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行更加精確的預(yù)測(cè)。

與其他研究相比，本研究主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于：相對(duì)于傳統(tǒng)以城市或縣域?yàn)橹鞒叨鹊难芯?，?gòu)建了微尺度鄉(xiāng)村聚落土地利用演變模擬模型，這種基于多智能體系統(tǒng)模擬克服了過(guò)去對(duì)旅游鄉(xiāng)村聚落土地利用系統(tǒng)演化研究中以定性描述和基于經(jīng)驗(yàn)和方程式表達(dá)為主的不足，實(shí)現(xiàn)了旅游鄉(xiāng)村聚落地塊一般社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性、功能屬性信息與空間信息的融合和動(dòng)態(tài)模擬，為定量研究鄉(xiāng)村聚落土地利用變化，進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)控空間演化模式提供了科學(xué)依據(jù)。