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香港道路网演化特征分析与结构生长模拟
| 论文题名： | 香港道路网演化特征分析与结构生长模拟 |
| 关键词： | 城市道路网;演化特征;几何形态;结构复杂性 |
| 摘要： | 道路网如同城市的经脉和骨架，深入刻画城市肌理。作为城市最重要的子系统之一，道路网与人类日常生活密切相关，它既是城市正常运行的基础通道，也是城市经济发展和社会活动开展的必要设施。 人类对于道路网的研究由来已久，但它是耗散、动态、开放、自组织、分形的空间复杂系统，其形态、结构与功能之间的相互关系仍有待进一步挖掘。因此，本文选取了发展较为成熟的香港城市道路网作为研究对象。 本文收集了香港1971年至2011年间的道路网数据，并使用复杂性研究中经典的分形理论与复杂网络理论从形态与结构两方面定量地刻画道路网演化的特征和规律，并据此构建路网演化模型。香港道路网演化分析的主要结果如下: (1)从几何形态的角度看，香港道路网在近40年的发育过程中始终呈现出双分形性质和核心-边缘格局，并且城市中心区表现出越来越严格的分形形态。 (2)从结构复杂性的角度看，香港道路网的平均最短路径长度和聚类系数等数值逐年递增，结构分形维数也不断增加，意味着香港道路连通方式更加多样并且结构也越加复杂。 (3)从中心性的角度看，香港道路网度中心性和介中心性值的不均衡分布揭示出路网中有小部分道路对路网整体的货物和人流运输具有非常大的作用，保护此类道路畅通是路网整体高效运行的基础;道路网邻近中心性值具有越来越严格的正态分布，说明从路网中大部分道路出发都能较为快捷的到达目的地。 (4)从其他角度来看，近40年来道路网整体上均保持着小世界和无标度特征，这充分揭示出道路网内部的自组织特性。 除上述演化分析外，本文基于香港道路网演化过程中的一般性特征分别构建基于原始图和对偶图的道路网演化模型。研究结果发现基于原始法的道路网演化模型具有很强的局限性，模拟效果并不理想。然而论文提出的基于对偶图的道路网演化模型所得结果更接近实际情况。 综上，论文对香港近40年来的道路网形态与结构特征进行了深入挖掘，并归纳了城市道路网演化的一些基本特征和规律。此外，还构建了两种分别基于原始图和对偶图的道路网演化模型。相关研究成果能为现有城市研究提供新的案例，也能为交通设计、城市规划、环境管理等部门提供决策支持。 |
| 作者： | 蓝天 |
| 专业： | 地图制图学与地理信息工程 |
| 导师： | 李志林;张红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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