半监督空间聚类方法及其在城市公共设施区位规划中的应用研究——以芜湖为例

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3、个人或集体已经发表或撰写过的作。除文中已经注明引用的内容外品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式巧明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。＂＾学位论文作者签名：日期：方〇皆年月／／日＾巧安徽师范大学博±学位论文授权使用声明学位论文作者完全了解安徽师范大学有关保留和使用学位论文的规定，目Ｐ：研究生在校攻送读学位期间论文王作的知识产权单位属安徽师范大学。学校有权保留并向国家有关部ｎ或机构交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；学校可公布学位论文的全部或部分

4、内容，可Ｗ允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后遵守此规定）□保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。□非保密论文往释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。＇．！本人签名：多＾日期：心Ｏ《‘Ｉ气＾导师签名：砰日期：２／１．｛．ＩＩ甲半监督空间聚类方法及其在城市公共设施区位规划中的应用研究——以芜湖为例孙丽萍安徽师范大学博士学位论文二○一五年五月半监督空间聚类方法及其在城市公共设施区位规划中的应用研究——以芜湖为例摘要城市公共设施是城市生存和发

5、展所必须具备的社会性基础设施和工程性基础设施的总称，公共设施所产生的社会效益直接受到其区位规划合理性的影响。实现有效的空间配置以达到效率与公平的最大化，是公共设施区别于非公共型设施的根本特征。城市公共设施的合理布局不仅影响城市的空间结构和居民的生活质量，也是城市规划研究领域的重要课题。目前公共设施区位规划的相关研究成果中，多以经典的设施区位模型为理论基础，较少考虑实际地理空间中障碍实体的影响。空间聚类是分析公共设施集聚程度和分布模式的重要方法，结合领域知识的空间聚类方法可更有效地指导空间聚类过程。首先对半监督聚类理论进行了研究，提

6、出了一种基于引力模型和成对约束的半监督聚类方法；然后，分别设计了基于矢量数据模型和栅格数据模型的路径搜索方法，并应用该方法对芜湖市公交线网进行了优化；最后，以障碍距离为空间样本点的相似性度量，提出了基于人工免疫的障碍约束空间聚类方法，并结合芜湖市公共设施区位规划进行了实例验证。主要工作与创新点如下：1.在半监督聚类方法的理论研究方面，针对传统隶属度矩阵难以有效反映空间数据点之间相似性的问题，将每个聚类样本点视为空间中的质点，使用质点间的引力表示样本点间的相似性，并根据引力思想提出基于引力模型的半监督聚类算法。实验结果表明，当成对约

7、束比例增加时，基于引力模型半监督聚类算法的平均正确率和CRI值均呈现上升趋势；在多数情况下，该算法相较于所比较的算法，在基准数据集上都给出了较好的聚类结果；实验结果同时表明基于引力模型半监督聚类算法的变化趋势相对稳定。I2.以城市公交线网优化为应用背景，设计了基于矢量数据模型和栅格数据模型的路径搜索方法，在障碍地物复杂的空间环境中，能较迅速地规划出最优无碰撞路径；将基于改进蚁群算法的路径规划方法应用于芜湖市公交线网优化问题的研究，基于芜湖市公交线网现状的分析，通过实际算例验证了公交线网中最优路径规划的有效性。3.考虑空间障碍实体及

8、连通实体对空间聚类结果的影响，设计了空间中两点间障碍距离的求解方法；将障碍距离作为障碍空间中点间的相似性度量，利用人工免疫系统的克隆选择和记忆机制，提出基于人工免疫的障碍约束空间聚类方法，并将该方法应用于芜湖市的公共设施区位规划。将人工免疫机理运用