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道路网结构复杂性定量测度方法研究
| 论文题名： | 道路网结构复杂性定量测度方法研究 |
| 关键词： | 城市道路网;形态复杂性;拓扑结构;定量测度 |
| 摘要： | 城市道路网是维持社会经济发展和人类日常活动的重要依托，是物质运输和能量流通的物理基础。随着城市化进程的加快，城市道路网正以惊人的速度扩张，其复杂性也将日益加强。20世纪末兴起的复杂网络理论为理解道路网结构复杂性提供了新视角。然而当前基于复杂网络的道路网研究多局限于形态复杂性及结构共性特征的探讨，缺乏从结构角度描述道路交叉连通方式的多样性、异质性、完整性等特征方面的定量指标。熵理论和分形理论是复杂性研究的代表性方法。学者们提出了拓扑信息熵和数种结构分形维测度方法，然而，当前拓扑信息熵存在方法模型不统一、仅能刻画网络某方面特征等不足;道路网结构分形特征的研究多局限于计盒维数，道路网的体积和度体积维数研究鲜见，其地学机理的解释尚待深入。 现有地图拓扑信息测度指标多关注地图符号连通方式的多样性或连通程度的紧密性，缺乏定量刻画地图符号空间格局与结构特征方面的方法，尤其是较少考虑地图符号拓扑结构的紧凑性和异质性特征。论文定义了地图符号拓扑结构紧凑性和异质性信息熵，提出其计算方法，将其分别用于中国成都市、瑞典耶夫勒市和美国旧金山市的部分道路网，结果表明该方法能较为准确地描述道路网的拓扑结构。 通过分析不同形态、不同规模、以及多尺度道路网的结构分形特征，并计算其盒覆盖结构分形维、体积及度体积结构分形维。分形维数值的比较分析表明，道路网是典型的结构分形体。其盒覆盖结构分形维数随尺度减小而降低，体积分形维数与网络的紧凑性、异质性等特征密切相关。度体积分形维数与尺度无关。论文还进一步证实了形态影响结构。道路网形态影响道路网结构的完整性、异质性、可达性、紧凑性等，三种结构分形维从不同角度共同刻画了这种影响。 论文的相关研究成果不仅有助于理解道路网结构与功能的关系，为道路交通规划提供参考，还可以为道路网自动选取、多尺度表达提供理论依据。下一步将努力构建完善的道路网结构信息熵指标体系，以及尝试把论文中的相关指标与方法用于制图综合中。 |
| 作者： | 何晶 |
| 专业： | 地图制图学与地理信息工程 |
| 导师： | 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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