城市道路网结构划分与等级划分

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1、城市道路网结构划分与等级划分报告人：栾学晨武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室内容提要1研究背景2道路网等级选取方法3实验与分析4结论与展望武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室2研究背景武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室3研究背景武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室4研究背景武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室5研究背景武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室6研究背景•如何正确地将道路分级？•如何显示地图的内容？武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室7研究背景•现有城市道路网分级方法–属性信息•高速公路、城市高速路、国道、主要地方道、一般县道、市

2、镇街道、其他道路•车道数、道路宽度•分级简单快捷，但属性信息常常缺失，并且属性信息难以正确反映城市道路网的结构特征与实际交通流情况–GPS交通流数据分析•GPS浮动车数据→道路使用强度、载负量•分级结果符合实际情况，但需要大量观测数据–几何结构•路段链长度、中介中心性、度中心性、接近中心性武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室8道路网等级选取方法•基于城市结构形态的道路分级方法–生成道路网路段链–构建道路网对偶图–计算结构化指标–指标集成与分级武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室9道路网等级选取方法•基于城市结构形态的道路分级方法–生成道路网路段链–构建道

3、路网对偶图–计算结构化指标–指标集成与分级武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室10道路网等级选取方法•基于城市结构形态的道路分级方法–生成道路网路段链6Between-nesscentrality–构建道路网对偶图maximum15Degree–计算结构化指标centrality78910maximum–指标集成与分级24Closeness3centralitymaximum武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室11道路网等级选取方法•基于城市结构形态的道路分级方法–生成道路网路段链–构建道路网对偶图–计算结构化指标–指标集成与分级武汉大学测绘遥感信息工程

4、国家重点实验室12道路网等级选取方法•现有方法的不足–当处理城市中表达较为详细的复杂道路网数据时，该方法连接的路段链将产生双行道分离以及环岛处截断等错误。Legendstroke1stroke2stroke3stroke4stroke5stroke6stroke7stroke8stroke9stroke10武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室13启发式双行道检测算法•临近道路相似性判断–角度–距离–方位•双行道配对分组–1:1配对–1:n配对•双行道跟踪武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室14复杂交叉口识别•改进的DBSCAN聚类–使用网络距离代替欧氏距

5、离–聚类半径取决于连接到交叉口的路段链的长度，路段链越长，聚类半径越大武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室15复杂交叉口识别•改进的DBSCAN聚类–使用网络距离代替欧氏距离–聚类半径取决于连接到交叉口的路段链的长度，路段链越长，聚类半径越大Nodeconnectedwithlongstrokeshasalargeresearchingradius武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室16交叉口道路连接•计算连接到同一交叉口的任意两条道路之间的虚拟连接夹角TheoriginalconnectionTheanglesbetweenofstrokesstrok

6、esAandB武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室17交叉口道路连接•计算所有可能的道路连接配对组合，保留连接角度最大的配对组合作为最终连接结果ThesumofangleofoneThemaxvalueofthesumcombinationis868.961ofangleis1003.273武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室18道路结构化指标计算与集成•结构化指标计算–度中心性•结点连接的所有节点个数–紧密中心性•结点到其他所有结点的最短路径之和–中介中心性nBå()C=ni/nijkjkj¹k¹i•其中，njk表示结点j与k之间最短路径的条数，njk

7、(i)表示其中经过结点i的条数。中介中心性高的道路在连接图中起到了“桥”的作用•指标集成（CRITICS方法）m–信息量C=s×å(1-r)Level=jjjkk=1w1×stroke_length+w2×degree+–指标权重Cw3×closeness+jw=jmw4×betweennessåCkk=1武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室19实验与分析•双行道检测结果武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室2020实验与分析•复杂交叉口检测结果武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室21实验与分析•道路连接结果武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室22实验

8、与分析•道路等级分布图–极少数道路具有很高的道路等级