基于條件約束下的L系統(tǒng)城市道路網(wǎng)生成研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-23 23:06
城市道路網(wǎng)是構(gòu)成城市用地布局的基本骨架,擔(dān)負(fù)著交通等多種功能,對(duì)城市的建設(shè)和發(fā)展有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。將計(jì)算機(jī)技術(shù)和城市規(guī)劃相結(jié)合,是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。城市環(huán)境建模是計(jì)算機(jī)技術(shù)與城市規(guī)劃相結(jié)合的產(chǎn)物,其中的一個(gè)重要內(nèi)容,就是城市道路網(wǎng)的自動(dòng)生成。由于效率高、成本低的優(yōu)勢(shì),城市道路網(wǎng)自動(dòng)生成的研究受到了眾多學(xué)者的青睞,目前大體上分為兩類:借助空間信息技術(shù),提取城市道路網(wǎng)信息,在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行重現(xiàn),以及通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的知識(shí),生成虛擬的城市道路網(wǎng)。本文中,以借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)知識(shí),結(jié)合規(guī)劃規(guī)則,生成虛擬的平面城市道路網(wǎng)作為主要研究?jī)?nèi)容。以往的大部分研究中,在生成城市道路網(wǎng)時(shí)更多考慮的是外部環(huán)境對(duì)道路生長(zhǎng)的約束,對(duì)生成結(jié)果的評(píng)價(jià)主要是從道路的幾何形態(tài)上進(jìn)行,缺乏對(duì)用地規(guī)劃和道路規(guī)劃指標(biāo)的考慮。本研究將道路網(wǎng)規(guī)劃和用地規(guī)劃相結(jié)合,借助L系統(tǒng)生成城市基礎(chǔ)道路網(wǎng)。研究中,從城市用地功能分區(qū)出發(fā),以居住區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)為主,將L系統(tǒng)與道路形態(tài)、規(guī)劃指標(biāo)相結(jié)合,根據(jù)各功能區(qū)道路網(wǎng)特點(diǎn),通過(guò)邊界約束,綠地、河流等外部環(huán)境及道路間距指標(biāo)約束,控制城市道路的生成,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。最后,采用道路網(wǎng)密度指標(biāo),對(duì)生成...
【文章來(lái)源】:武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.4點(diǎn)改寫(xiě)過(guò)程[4()]??
系統(tǒng)??系統(tǒng)中,移動(dòng)步長(zhǎng)d的變化很小,所有線段都能被單位線段整定值。然而一些復(fù)雜對(duì)象的模擬生成,移動(dòng)步長(zhǎng)和角增量需要整除。若是一個(gè)移動(dòng)步長(zhǎng)和角增量就設(shè)定一個(gè)字符參數(shù),將會(huì)式的數(shù)量也相應(yīng)增長(zhǎng),L系統(tǒng)將變得復(fù)雜,效率也降低。因此,ndenmayer提出對(duì)字符進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,進(jìn)而發(fā)展出參數(shù)L系統(tǒng)系統(tǒng)定義為一個(gè)有序四元素集,如下所示:??G=(V,S,ffl,P)V是指字符集,每個(gè)字符都包含了參數(shù),其參數(shù)值是實(shí)數(shù);2達(dá)式C(2:)和算術(shù)表達(dá)式E(S)都包含了形式參數(shù)和數(shù)字常量。作符“?+?,-,*,/”,指數(shù)運(yùn)算符“A”,關(guān)系運(yùn)算符“>,<,&,|?”。to指公理,是一個(gè)含參數(shù)的非空字符串,定義了系的產(chǎn)生式,其產(chǎn)生式規(guī)則定義了替換的方式。對(duì)于邏輯表達(dá)式
co:?F??P:?F^F[-F]F[+F]F??在產(chǎn)生式規(guī)則中,F表示一個(gè)枝段,其后繼F[-F]F[+F]F表示一個(gè)軸樹(shù),如圖3.2中??的(a)圖和(b)圖所示。當(dāng)?shù)螖?shù)為0時(shí),系統(tǒng)初始狀態(tài)為圖(a),當(dāng)?shù)螖?shù)為1時(shí),??根據(jù)產(chǎn)生式規(guī)則,前驅(qū)枝段F將被軸樹(shù)F[-F]F[+F]F替換。隨著迭代次數(shù)增加,每一個(gè)??枝段F被一個(gè)軸樹(shù)后繼替代,如圖(c)和(d)所示,當(dāng)?shù)螖?shù)為5時(shí),得到的植物形態(tài)??如圖(e)所示。??N?%?、?1??->?/?,????u?㈧?、??j/?、、/?}??(a)n=0?(b)a=l?(c)n=l?(d)n=2?(e)n=5??圖3.2?L系統(tǒng)生成的分枝結(jié)構(gòu)植物形態(tài)[39]??2)?L系統(tǒng)與道路形態(tài)??在上一小節(jié)內(nèi)容中提到,在模擬植物的分枝形態(tài)研宄中,引入了軸樹(shù)的概念,將軸??樹(shù)作為后繼替換前驅(qū)的枝段,得到一個(gè)理想的結(jié)果。在本研宄中,為了更加真實(shí)地模擬??城市道路網(wǎng)的形態(tài),需要考慮到現(xiàn)實(shí)城市中的道路網(wǎng)形態(tài)及參數(shù),將其與L系統(tǒng)中的字??符、替換方式、龜形中的符號(hào)等等相結(jié)合。??圖3.3源于南京市區(qū)的部分道路網(wǎng)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]利用軌跡大數(shù)據(jù)進(jìn)行城市道路交叉口識(shí)別及結(jié)構(gòu)提取[J]. 唐爐亮,牛樂(lè),楊雪,張霞,李清泉,蕭世倫. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]“斷頭路”成因及對(duì)策分析[J]. 曹虹宇. 綠色建筑. 2016(04)
[3]基于有限元網(wǎng)格劃分的城市道路網(wǎng)建模[J]. 王元,劉華,李航. 圖學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[4]城市道路網(wǎng)主干道提取的形態(tài)分析方法[J]. 欒學(xué)晨,范紅超,楊必勝,李秋萍. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2014(03)
[5]影像與LiDAR數(shù)據(jù)信息融合復(fù)雜場(chǎng)景下的道路自動(dòng)提取[J]. 李怡靜,胡翔云,張劍清,江萬(wàn)壽,張永軍. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2012(06)
[6]利用車輛軌跡數(shù)據(jù)提取道路網(wǎng)絡(luò)的幾何特征與精度分析[J]. 蔣益娟,李響,李小杰,孫靖. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[7]復(fù)雜地形條件下虛擬城市街道生成方法[J]. 薛峰,邢東順,曹詩(shī)蔚. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(09)
[8]大規(guī)模城市場(chǎng)景的高效建模及其實(shí)時(shí)繪制[J]. 劉波,王章野,王麗英,華煒,彭群生. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2008(09)
[9]規(guī)則驅(qū)動(dòng)的虛擬城市道路網(wǎng)絡(luò)和建筑布局建模[J]. 王麗英,華煒,鮑虎軍. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2006(11)
[10]基于L-系統(tǒng)的植物模擬研究[J]. 黃艷峰,薛占熬,陳濤. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2005(19)
本文編號(hào):3454091
【文章來(lái)源】:武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.4點(diǎn)改寫(xiě)過(guò)程[4()]??
系統(tǒng)??系統(tǒng)中,移動(dòng)步長(zhǎng)d的變化很小,所有線段都能被單位線段整定值。然而一些復(fù)雜對(duì)象的模擬生成,移動(dòng)步長(zhǎng)和角增量需要整除。若是一個(gè)移動(dòng)步長(zhǎng)和角增量就設(shè)定一個(gè)字符參數(shù),將會(huì)式的數(shù)量也相應(yīng)增長(zhǎng),L系統(tǒng)將變得復(fù)雜,效率也降低。因此,ndenmayer提出對(duì)字符進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,進(jìn)而發(fā)展出參數(shù)L系統(tǒng)系統(tǒng)定義為一個(gè)有序四元素集,如下所示:??G=(V,S,ffl,P)V是指字符集,每個(gè)字符都包含了參數(shù),其參數(shù)值是實(shí)數(shù);2達(dá)式C(2:)和算術(shù)表達(dá)式E(S)都包含了形式參數(shù)和數(shù)字常量。作符“?+?,-,*,/”,指數(shù)運(yùn)算符“A”,關(guān)系運(yùn)算符“>,<,&,|?”。to指公理,是一個(gè)含參數(shù)的非空字符串,定義了系的產(chǎn)生式,其產(chǎn)生式規(guī)則定義了替換的方式。對(duì)于邏輯表達(dá)式
co:?F??P:?F^F[-F]F[+F]F??在產(chǎn)生式規(guī)則中,F表示一個(gè)枝段,其后繼F[-F]F[+F]F表示一個(gè)軸樹(shù),如圖3.2中??的(a)圖和(b)圖所示。當(dāng)?shù)螖?shù)為0時(shí),系統(tǒng)初始狀態(tài)為圖(a),當(dāng)?shù)螖?shù)為1時(shí),??根據(jù)產(chǎn)生式規(guī)則,前驅(qū)枝段F將被軸樹(shù)F[-F]F[+F]F替換。隨著迭代次數(shù)增加,每一個(gè)??枝段F被一個(gè)軸樹(shù)后繼替代,如圖(c)和(d)所示,當(dāng)?shù)螖?shù)為5時(shí),得到的植物形態(tài)??如圖(e)所示。??N?%?、?1??->?/?,????u?㈧?、??j/?、、/?}??(a)n=0?(b)a=l?(c)n=l?(d)n=2?(e)n=5??圖3.2?L系統(tǒng)生成的分枝結(jié)構(gòu)植物形態(tài)[39]??2)?L系統(tǒng)與道路形態(tài)??在上一小節(jié)內(nèi)容中提到,在模擬植物的分枝形態(tài)研宄中,引入了軸樹(shù)的概念,將軸??樹(shù)作為后繼替換前驅(qū)的枝段,得到一個(gè)理想的結(jié)果。在本研宄中,為了更加真實(shí)地模擬??城市道路網(wǎng)的形態(tài),需要考慮到現(xiàn)實(shí)城市中的道路網(wǎng)形態(tài)及參數(shù),將其與L系統(tǒng)中的字??符、替換方式、龜形中的符號(hào)等等相結(jié)合。??圖3.3源于南京市區(qū)的部分道路網(wǎng)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]利用軌跡大數(shù)據(jù)進(jìn)行城市道路交叉口識(shí)別及結(jié)構(gòu)提取[J]. 唐爐亮,牛樂(lè),楊雪,張霞,李清泉,蕭世倫. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]“斷頭路”成因及對(duì)策分析[J]. 曹虹宇. 綠色建筑. 2016(04)
[3]基于有限元網(wǎng)格劃分的城市道路網(wǎng)建模[J]. 王元,劉華,李航. 圖學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[4]城市道路網(wǎng)主干道提取的形態(tài)分析方法[J]. 欒學(xué)晨,范紅超,楊必勝,李秋萍. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2014(03)
[5]影像與LiDAR數(shù)據(jù)信息融合復(fù)雜場(chǎng)景下的道路自動(dòng)提取[J]. 李怡靜,胡翔云,張劍清,江萬(wàn)壽,張永軍. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2012(06)
[6]利用車輛軌跡數(shù)據(jù)提取道路網(wǎng)絡(luò)的幾何特征與精度分析[J]. 蔣益娟,李響,李小杰,孫靖. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[7]復(fù)雜地形條件下虛擬城市街道生成方法[J]. 薛峰,邢東順,曹詩(shī)蔚. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(09)
[8]大規(guī)模城市場(chǎng)景的高效建模及其實(shí)時(shí)繪制[J]. 劉波,王章野,王麗英,華煒,彭群生. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2008(09)
[9]規(guī)則驅(qū)動(dòng)的虛擬城市道路網(wǎng)絡(luò)和建筑布局建模[J]. 王麗英,華煒,鮑虎軍. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2006(11)
[10]基于L-系統(tǒng)的植物模擬研究[J]. 黃艷峰,薛占熬,陳濤. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2005(19)
本文編號(hào):3454091
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