基于元胞自动机的聚落生成强排方案研究

摘要

聚落空间生成是一个非常复杂的过程,合理的空间排布方式对聚落空间的良好发展及资源的合理配置具有重要的意义.该研究提出了一种新的基于元胞自动机模型的加权L-system生成算法,该方法通过元胞自动机演化中元胞状态的变换来标识其空间归属,以此确定聚落的空间生长方式,并以蔡甸动植物王国门区规则设计为例进行了实证研究.以空间生成内在逻辑为起点,最大限度探索空间规则的可能性,实现设计过程的量化分析及动态控制.运用自下而上的设计方法,以基地相关信息为线索,研究聚落空间生成机制,并编码成能生成多个强排方案的生成引擎,用遗传算法求得最优解,生成承载基地信息、与周边环境形成动态关联的聚落空间,旨在为复杂系统聚落的强排方案探索一种自组织的设计方法和思路.目前，针对聚落尺度的研究，多是从现有的聚落特征进行研究，生成式设计研究较少。以蔡甸动植物王国门区规划设计为例，运用参数生成式设计方法，从设计过程的内在逻辑出发，采取适用于聚落空间的元胞自动机算法进行建筑空间生成，运用L-system算法进行路网生成，最后将各个子系统叠加调整，运用遗传算法得出最优解，研究元胞自动机的聚落生成机制，旨在探索一种新的复杂系统聚落生成式设计方法。