本文關鍵詞：香港道路網(wǎng)演化特征分析與結構生長模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：道路網(wǎng)如同城市的經(jīng)脈和骨架,深入刻畫城市肌理。作為城市最重要的子系統(tǒng)之一,道路網(wǎng)與人類日常生活密切相關,它既是城市正常運行的基礎通道,也是城市經(jīng)濟發(fā)展和社會活動開展的必要設施。人類對于道路網(wǎng)的研究由來已久,但它是耗散、動態(tài)、開放、自組織、分形的空間復雜系統(tǒng),其形態(tài)、結構與功能之間的相互關系仍有待進一步挖掘。因此,本文選取了發(fā)展較為成熟的香港城市道路網(wǎng)作為研究對象。本文收集了香港1971年至2011年間的道路網(wǎng)數(shù)據(jù),并使用復雜性研究中經(jīng)典的分形理論與復雜網(wǎng)絡理論從形態(tài)與結構兩方面定量地刻畫道路網(wǎng)演化的特征和規(guī)律,并據(jù)此構建路網(wǎng)演化模型。香港道路網(wǎng)演化分析的主要結果如下：(1)從幾何形態(tài)的角度看,香港道路網(wǎng)在近40年的發(fā)育過程中始終呈現(xiàn)出雙分形性質和核心-邊緣格局,并且城市中心區(qū)表現(xiàn)出越來越嚴格的分形形態(tài)。(2)從結構復雜性的角度看,香港道路網(wǎng)的平均最短路徑長度和聚類系數(shù)等數(shù)值逐年遞增,結構分形維數(shù)也不斷增加,意味著香港道路連通方式更加多樣并且結構也越加復雜。(3)從中心性的角度看,香港道路網(wǎng)度中心性和介中心性值的不均衡分布揭示出路網(wǎng)中有小部分道路對路網(wǎng)整體的貨物和人流運輸具有非常大的作用,保護此類道路暢通是路網(wǎng)整體高效運行的基礎；道路網(wǎng)鄰近中心性值具有越來越嚴格的正態(tài)分布,說明從路網(wǎng)中大部分道路出發(fā)都能較為快捷的到達目的地。(4)從其他角度來看,近40年來道路網(wǎng)整體上均保持著小世界和無標度特征,這充分揭示出道路網(wǎng)內部的自組織特性。除上述演化分析外,本文基于香港道路網(wǎng)演化過程中的一般性特征分別構建基于原始圖和對偶圖的道路網(wǎng)演化模型。研究結果發(fā)現(xiàn)基于原始法的道路網(wǎng)演化模型具有很強的局限性,模擬效果并不理想。然而論文提出的基于對偶圖的道路網(wǎng)演化模型所得結果更接近實際情況。綜上,論文對香港近40年來的道路網(wǎng)形態(tài)與結構特征進行了深入挖掘,并歸納了城市道路網(wǎng)演化的一些基本特征和規(guī)律。此外,還構建了兩種分別基于原始圖和對偶圖的道路網(wǎng)演化模型。相關研究成果能為現(xiàn)有城市研究提供新的案例,也能為交通設計、城市規(guī)劃、環(huán)境管理等部門提供決策支持。
【關鍵詞】：道路網(wǎng) 復雜網(wǎng)絡 演化模擬 幾何形態(tài) 拓撲結構
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U495;P208
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 城市道路網(wǎng)研究背景及意義11-12
• 1.2 道路網(wǎng)特征分析和模擬的國內外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 道路網(wǎng)形態(tài)與結構特征研究綜述12-14
• 1.2.2 道路網(wǎng)生長模擬研究綜述14-15
• 1.3 研究目標與內容15-16
• 1.4 論文組織結構16-17
• 第2章 城市道路網(wǎng)建模與分析研究綜述17-31
• 2.1 道路網(wǎng)建模方法17-18
• 2.2 香港道路網(wǎng)的建模與數(shù)據(jù)處理18-21
• 2.3 道路網(wǎng)幾何形態(tài)特征刻畫指標21-25
• 2.3.1 幾何分形維數(shù)21-22
• 2.3.2 城市道路規(guī)劃指標22-24
• 2.3.3 景觀生態(tài)指標24-25
• 2.3.4 其它指標25
• 2.4 道路網(wǎng)結構特征挖掘指標25-30
• 2.4.1 復雜網(wǎng)絡一般性統(tǒng)計指標25-26
• 2.4.2 中心性指標26-27
• 2.4.3 小世界與無標度性質27
• 2.4.4 結構分形指標27-29
• 2.4.5 其它指標29-30
• 2.5 本章小結30-31
• 第3章 香港道路網(wǎng)幾何分形特征的演變31-37
• 3.1 香港道路網(wǎng)幾何形態(tài)下的雙分形特性31-35
• 3.1.1 香港道路網(wǎng)的雙分形計算結果31-34
• 3.1.2 香港道路網(wǎng)的結果分析：雙分形特性34-35
• 3.2 基于半徑維數(shù)的香港道路網(wǎng)不均衡發(fā)育35-36
• 3.3 本章小結36-37
• 第4章 香港道路網(wǎng)結構復雜性和自相似性的演變37-52
• 4.1 基于一般性網(wǎng)絡分析指標的結構復雜性增長37-38
• 4.2 道路網(wǎng)中心性的演變38-46
• 4.2.1 度中心性值的長尾分布38-41
• 4.2.2 鄰近中心性值的正態(tài)分布41-45
• 4.2.3 高介中心性道路的分流45-46
• 4.3 香港道路網(wǎng)的無標度與小世界特性46-48
• 4.3.1 香港道路網(wǎng)小世界特征演化47
• 4.3.2 香港道路網(wǎng)無標度特征演化47-48
• 4.4 香港道路網(wǎng)結構自相似性質的演變及其異速生長48-51
• 4.4.1 近40年來香港道路網(wǎng)的結構分形特征48-50
• 4.4.2 結構分形與人口、經(jīng)濟的異速生長50-51
• 4.5 本章小結51-52
• 第5章 道路網(wǎng)自組織演化模擬52-64
• 5.1 基于原始圖并保持道路網(wǎng)幾何形態(tài)的自組織演化模型52-58
• 5.1.1 演化模型的基本思想52-53
• 5.1.2 模型參數(shù)及其對演化結果的影響53-57
• 5.1.3 原始圖生長模型有效性評估57-58
• 5.2 基于對偶圖并顧及幾何與結構特性的自組織演化模型58-63
• 5.2.1 模型建立的原理59-61
• 5.2.2 模型有效性評估61-63
• 5.3 本章小結63-64
• 結論與展望64-66
• 1. 總結與結論64-65
• 2. 不足與展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-73
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的論文73

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本文編號：479819