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《基于空间分析的城市交通网络结构特征研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第41卷第6期中山大学学报(自然科学版)Vol141No162002年11月ACTASCIENTIARUMNATURALIUMUNIVERSITATISSUNYATSENINov12002*基于空间分析的城市交通网络结构特征研究12段杰,李江(1.中山大学城市与区域研究中心,广东广州510275;2.武汉大学资源环境科学学院,湖北武汉430079)摘要:城市交通网络是城市空间形态的基本骨架,交通网络的定量研究是对城市空间形态可控参数研究的重要方面。在GIS平台上利用拓扑分析可确定交通网络的整体层次结构及复杂程度,并可进一步分析交通网络的基本形态
2、;长度维数主要描述网络密度的变化情况;而分枝维数主要描述网络内部结构的复杂程度及其连通情况。利用扩展维数分析城市交通网络结构有利于了解交通网络的动态变化过程。关键词:城市交通网络;空间分析;结构特征;分形中图分类号:P208文献标识码:A文章编号:0529-6579(2002)06-0105-04城市交通网络在城市发展中占有至关重要的地件。网络分析中,回路是最基本的拓扑要素,它是位,对城市空间形态的演变起着骨架性作用。城市由周长最小的分支构成的闭合环。无回路的网络称的发展在一定的自然环境与历史条件下,应当根据为树,回路的总和构成骨架,和骨架相分
3、离的孤立城市经济发展水平选择科学合理的城市空间发展形回路称为岛。城市平面作为一个网络,其结构由骨态,并实现空间形态参数的控制,忽视分阶段城市架和分支构成,是典型的回路网络。空间形态参数的控制,将会造成与环境、城市结运用拓扑网络分析城市交通网的层次结构、复构、城市功能不相协调的空间形态,反过来又对城杂性及城市空间形态的组合情况。其具体方法是:市的发展造成不良影响。首先确定建成区(或主城区)的交通网络外界,然国内外对交通网络的研究大多建立在图论的基后确定第一层拓扑等级:对交通网络构成的每一个础上,将城市交通网络抽象描述为拓扑图,并用相多边形,考察其
4、顶点或边是否与外界相连,若相[1]关的度量指标进行描述,具体有:B指数、回路连,则划分为第一等级(第一级是回路集合的外数、A指数和C指数,另外还有非线性系数等量化环)。接着沿第一等级的内界对其它的多边形遍历,指标。这些指标对定量研究交通网络的结构特征具凡是顶点或边与第一等级相连的回路构成第二等级有一定的积极作用,但是却不能很好地描述交通网的环。第三等级是沿着第二等级的内界进行遍历,络结构的整体形态及复杂性。本文结合拓扑分析及依次类推,直到网络中全部回路都被赋予一个等级分形理论,在GIS技术的支撑下,对城市交通网络属性值为止。结构特征进行定量分析
5、和研究。拓扑网络中的等级反映了城市交通网络的整体复杂程度,最高等级为网络的核心,即理论上的城1城市交通网络的拓扑分析市交通枢纽,等级数越高,则城市交通网络越复在GIS中,构成图形的点、线、面具有拓扑性杂;对于单核城市,等级数越高,则城市空间形态质,点、线、面是基本的拓扑元素。由于点集拓扑越紧凑;等级数越低,交通网络结构越简单,若出学是研究图形在同胚变化下不变的性质,所以它是现2个以上核心,城市形态则呈条带状。图1是以研究GIS空间关系的理论基础。本文利用拓扑知识武汉市为例,选取武汉市中环线为交通网络外界,在GIS支撑下分析交通网络的空间层次结构
6、。由快速干道、主干道及次要干道构成的拓扑网络多城市平面结构的主要要素是地面交通线及由它边形分为7级,分析结果可以看到,武汉市的网络构成的网络,这个网络包括城市街道和具有通行能结构较为复杂,网络中心大概位于解放大道、江汉力的河道和铁路,城市空间形态取决于这些约束条路及新华路的交界处,在武昌有个亚中心,网络等*收稿日期:2002-05-09基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(49831030)作者简介:段杰(1970年生),女,讲师,在读博士生;E_mail:eep00dj@student1zsu1edu1cn106中山大学学报(自然科学版)第
7、41卷级数为5,大概在洪山广场附近。整个交通网络形lnL(r)=DLlnk+DLlnr(5)态呈紧凑型环状格网结构。对(5)进行线性回归,得回归系数:nnn1Elnri#lnLri-nElnriElnL(ri)i=1i=1i=1DL=nn212E(lnri)-lnrii=1niE=1(6)DL即为所求的长度维数。长度维数的意义可做进一步的分析。对(4)求导变换,可得出网络密度的衰减D-2公式:Q(r)WrL,当DL<2时,交通网络密度随r的增大从网络中心向四周递减,当DL=2时,交通图1武汉市交通网络拓扑环示意图网络分布密度均匀变化,当DL>2
8、时,网络密度从Fig11TopologyringmapofWuhantrafficnetwork中心向四周递增。由此可见长度维数反映了交通网[4]络密
