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城市路网可达性的改进栅格化建模方法研究
| 论文题名： | 城市路网可达性的改进栅格化建模方法研究 |
| 关键词： | 城市路网;可达性;改进栅格模型;欧式距离;邻近加权;局部子网 |
| 摘要： | 城市路网犹如城市的“毛细血管”，是支撑城市社会经济活动的重要基础设施，对生产要素的流动、城镇体系的发展有着决定性的影响。对城市路网进行合理的建模，是研究城市路网、指导路网的规划的基础。目前主要的两类路网建模方法是矢量化建模和栅格化建模。前者可以计算路网任意节点对之间可达性的精确值；后者以栅格区域为基本单元，可以看成矢量模型的一种近似，尽管存在计算误差，但是能够融合非路网覆盖区域进行可达性计算。本文主要评估了城市路网在栅格模型下的可达性误差，并且探究误差产生的根源，基于此提出城市路网的改进栅格模型，提升栅格模型评估可达性的计算精度，有助于可达性相关研究的发展。 首先，本文通过数据采集和预处理，设计了研究所需的路网、空间栅格等要素的数据结构，以全球215个城市60km×60km的路网作为研究对象，构建了地理信息数据库；然后，以栅格单元之间的最短旅行时间作为可达性指标，计算了传统栅格模型的可达性误差并绘制了误差的空间分布图，从节点数、平均节点度和边的总长度视角分析了造成这种误差的根源；接着，提出了三种改进的栅格化建模方法：基于欧式距离的栅格化建模方法、基于邻近加权的栅格化建模方法和基于局部子网的栅格化建模方法；最后，比较了传统栅格模型和改进栅格模型的可达性计算误差的箱线图和累计概率分布曲线，并总结了不同改进栅格模型的适用城市特征。 主要结论包括：（1）传统栅格模型在评估可达性上存在较大计算误差，误差均值为8.27分钟，城市路网结构对传统栅格模型评估可达性准确性影响较大；（2）改进栅格模型在不同程度上提高了可达性计算精度，其中基于欧式距离的栅格模型的误差均值为7.54分钟；基于邻近加权的栅格模型的误差均值为6.96分钟；基于局部子网的栅格模型的误差均值为6.58分钟；（3）相较于传统栅格模型，采用决策树的栅格模型选择策略的可达性误差均值为5.40分钟，误差减小幅度为34.7%。 |
| 作者： | 赵金均 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 洪流 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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