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原文传递基于GIS的河南省公路交通网络分形研究

论文题名：	基于GIS的河南省公路交通网络分形研究
关键词：	公路交通网络;空间形态分布;分形特征;地理信息系统
摘要：	公路交通对于区域的生产、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。然而，由于对公路交通形态的评价指标各有偏重，且这些指标大多是数量指标，都不能从空间形态上来反映公路交通分布的内在规律，所以有必要寻找一个指标来解决这个问题。公路网的空间布局具有自相似性，满足分形的特征，因而可以应用分形理论进行研究。基于分形理论的路网覆盖形态评价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，应用于公路网络的分形研究可以用来分析公路网络的空间几何特征、空间密度特征、空间复杂程度以及空间连通性特征等，可有效得出公路网的适应性、可达性和通达性，为路网覆盖形态指标的评价提供了较好的工具。因而引进基于分形理论的网络覆盖评价指标对于路网规划规模的合理性评价具有着重要的意义。 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。它具有强大的空间分析功能，包括几何分析、网络分析、地形分析、影像分析、多元分析等，而且也逐步成为使地理学日臻完善的技术体系。运用GIS技术作为辅助手段，判断一种地物(如交通网络)是否具有分形性质，是GIS在地理学中应用的一个新方向。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，并叙述了分形理论在自然地理学、人文地理学和地理信息系统研究中的应用情况，尤其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，以河南省17个地市(郑州、开封、洛阳、安阳、濮阳、鹤壁、新乡、焦作、三门峡、商丘、许昌、平顶山、漯河、周口、南阳、驻马店、信阳)的公路交通网络的空间布局形态为研究对象，选取相似维数作为研究指标，以分形理论、区位理论、空间统计学、测量学、GIS等知识作为理论基础，以ArcGIS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，计算了河南省各地区的公路网覆盖度和覆盖深度，并以计算结果作为评价分析指标，揭示河南省公路网的空间分异特征和形成原因，对各地区公路交通网络空间分形形态的合理性及影响因素做出评价，针对各地区今后的公路建设提出自己的建议。最后，论述了做好公路交通网络规划工作对于河南省国民经济发展的重要意义。通过研究，得出如下结论： 1)公路网形态具有分形特性，应用分形理论来研究公路网是可行的有效的； 2)公路网覆盖度和覆盖深度是能够反映出公路网的分形特性，是评价公路网空间形态分布的重要参数； 3)运用GIS的方法，能更方便、更准确的对公路网的分形维数进行求解； 4)将GIS和分形理论应用到公路网的规划布置中，为公路网的评价和设计提供了行之有效的指标和方法。以后的研究将从时间面上分析研究河南省公路网分布形态的变化，以及运用分形理论来模拟公路网在空间中的最佳发展状态，对公路网进行优化设计等两个方面着手进行。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，为路网规划提供很好的依据。
作者：	朱洪栓
专业：	地图学与地理信息系统
导师：	秦耀辰;闫卫阳
授予学位：	硕士
授予学位单位：	河南大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文