研究摘要
我国大多数城市正处于从增量规划向存量规划转型的过渡阶段，存量规划的实施仍需以增量规划为基础，二者之间相辅相成、协同发展。值此转型阶段，新的国土空间规划体系强调了规划的层级传导，从宏观到微观，渐近式地引导和约束着城市的发展方向。
本文依据存量更新与增量发展的时空增减更替变化规律，分别进行参数控制以实现二者指标的调整和面积分配，将其纳入到多层次矢量元胞自动机（Vector Cellular Automata，VCA）模型中，以此实现顾及"存量更新-增量发展"的城市空间增长多层次矢量CA模拟，并将其应用于存量规划背景下的江阴市2027年多情景用地增长预测与分析。
研究方法
多层次矢量元胞自动机模型
多层次矢量元胞体系构建
将江阴市矢量元胞体系划分为全局、片区、地块3个层次，形成层次传递性结构。
分层次管控传导
包括量的传导、二值约束、速度控制和概率转换4个方面，实现自上而下传导和自下而上更新。
转换规则计算
从全局层次、片区层次、地块层次3个维度确定相应的转换规则及其转换概率计算方法。
增量用地与存量用地指标的时空分配策略
在城市建设用地增长总量和可开发用地确定的情况下，存量规划通过用地改造与更新，实现了建设用地指标的置换与建设用地面积的更新。增量用地的增长规模与存量用地的更新规模之间的增减关系在不同发展阶段呈现一个相互制约的反向变化趋势。
| 层次 | 管控内容 | 管控形式 |
|---|---|---|
| 全局 | 建设指标总量、是否建设 | 转换总量+二值约束 |
| 片区 | 建设指标分量、建设速度 | 转换分量+转换速度 |
| 地块 | 建设潜力 | 转换概率 |
案例研究：江阴市
研究区域概况
江阴市，坐落于江苏省南部（31°14′ N—31°57′ N, 119°59′ E—120°34′ E）。作为长江三角洲地区的县级市之一，江阴市是沿江先进制造业基地、充满活力的现代化港口城市。
根据《江阴市国土空间总体规划（2021－2035）》，江阴市未来会持续推动城镇低效土地开发利用，严控总量、优化增量、盘活存量，形成"以强度换空间、向存量要增量"的高质量利用模式。
数据来源及处理
| 分类 | 数据名称 | 时间/年 |
|---|---|---|
| 用地数据 | 江阴市用地现状数据 | 2007、2012、2017 |
| 江阴市道路现状数据 | 2012、2017 | |
| 江阴市生态红线数据 | 2015—2020 | |
| 江阴市待更新地块数据 | 2017 | |
| 驱动因子 | 自然要素（DEM高程、坡度） | 2012 |
| 交通因素（距水体的距离、距高速公路距离等） | 2012 | |
| 城市格局（距城市中心距离、距城镇中心距离） | 2012 | |
| 社会经济（夜间灯光） | 2012 | |
| 分区数据 | 江阴市建设分区数据 | 2015—2020 |
| 江阴市行政区划与规划分区数据 | 2015—2020 | |
| 江阴市城镇增长边界与储备用地边界 | 2015—2020 |
结果分析与讨论
用地模拟与结果分析
存量规划下的用地预测
结论与展望
主要结论
多层次VCA模型
通过不同层次间驱动力自上而下差异性分解与自下而上协同性传递的方式，既完成了上层管控的指标落实，又实现了用地模拟的精细化控制。
模拟精度提升
多层次VCA整体FoM达到了24.6%，精度相比单层次VCA高2.5%，对不同用地类型的错分情况以及对水域等禁建区的侵占情况更少。
空间分布特征
不同情景下预测的新增建设用地集中在澄西、澄南和澄东南3个片区，与规划划定的增长边界和用地布局结构相吻合。
存量用地更新
存量用地更新方向以工业用地为主导，乡村建设用地次之，工业更新趋于饱和时整体实现均衡增长。
研究展望
- 如何在存量管控模拟中优化调整控制参数，以提高模拟预测的可控性和灵活性。
- 综合利用更多的驱动因子或采用其他机器学习方法以提高模拟预测的准确性。
- 考虑不同类型存量用地的改造策略、改造程度、用地影响等差异，完善模型。