论文部分内容阅读
交通网络对于区域的生产、生活乃至区域的可持续发展都至关重要,因此人们相当注重公路交通形态的研究,并为此做了大量的工作,取得了丰硕的成果。
交通网络的空间布局具有自相似性,满足分形的特征,可以应用分形理论进行研究。基于分形理论的交通网路测度模型是一种较为简单的近似算法,可以根据研究的需要,引用不同种类的分维数来研究交通网络,分析交通网络的空间密度特征、空间复杂程度以及空间连通性征等。GIS是采集、贮存、管理、分析和描述地球表面及空间与地理区域分布相关的空间数据信息管理系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。
本文结合前人的研究,详细介绍了分形的概念、性质,以及分形理论的形成过程,着重介绍了分形理论在交通网络研究中的应用情况、交通网络分形的特征和形成这种分形特征的内在机制、交通网络分维数的测度方法。在此基础上将空间统计学、几何学、分形几何学和景观生态学的学科的模式与格局测度方法,与GIS空间分析相结合,构建了基于GIS的路网形态实证分析方法,选取4个时期的广佛都市区交通网络为研究对象。以GIS为软件平台,以Excel为统计和分析工具,通过矢量化、矢量栅格格式转换、数学模拟、数值拟合等手段,计算了广佛都市区交通网络的长度.半径维数、网格维数(路网覆盖度),作为路网形态分析指标,基于GIS的路网形态分析方法,从路网空间形态和梯度空间演变两个方面进行了定量分析,揭示了近50年来广佛都市区交通网络的分形演变特征。通过分析,本文得出以下结论:
1)交通网络形态具有明显的分形特性,应用分形理论来研究路网形态是可行的有效的,分形理论为研究复杂的非线性现象提供了强有力的手段。
2)利用GIS的技术平台,以广州市为中心采用八分位分析法,探讨了近50年路网分形特征的各向异性,把八个区域划分为高速扩张型、低速扩展型和滞后扩展型。其中,正东、正西、西南方向为高速扩展型,正北、西北、正南方向为缓慢扩展型,东北和东南方向为滞后扩展型。
3)根据分形测度指标-长度-半径维数,分析路网密度分布的圈层结构.发现以广州为中心计算的长度-半径维数具有四个明显的无标度区,分别为1-10km12-15km16-20km23-26km；测算中心路网的扩张与周边路网“次中心”的自然增长,是研究区内交通网络演变的基础.
4)通过计算550个空间单元的路网覆盖度,运用反距离加权插值法、空间自相关分析,探讨路网形态演变的模式。可以发现,研究区路网空间形态的分布经历了“点状”格局→“点状-带状”格局→“组团状”格局的演变过程。
以后的研究将从时间面上对路网形态演变的未来发展形态的定量分析,引入相关模型,对路网形态的未来发展作预测性模拟；并对于研究区路网形态演变的机制(社会、经济、自然因素影响等)进行分析。
总之,分形理论不仅揭示了公路交通网络形态的复杂程度,还能在某种程度上反映公路交通网络形态分布的内在规律,通过GIS的空间分析技术对分形维数这一度量值进行分析,能更好的揭示交通网络形态分布的格局和演变特征.