2线长度1基于空间分析的城市交通网络结构特征的研究.pdfVIP

维普资讯 第4l卷 第 6期 中山大学学报 (自然科学版) Vo1．41 No．6 2002年 11月 ACrA SCIENnARUM NATURAUUM UNIVERSrrAnS SUNYATSENI Nov． 20o2 基于空问分析的城市交通网络结构特征研究 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…步分析交通网络的 基本形态；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 ，考察其顶点或边是否与外界相连．若相 关的度量指标进行描述…，具体有：j3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 7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l二二等级 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