基于GIS的河南省公路交通網(wǎng)絡(luò)分形研究.pdf

1、公路交通對(duì)于區(qū)域的生產(chǎn)、生活乃至區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展都至關(guān)重要，因此人們相當(dāng)注重公路交通形態(tài)的研究，并為此做了大量的工作，取得了豐碩的成果。然而，由于對(duì)公路交通形態(tài)的評(píng)價(jià)指標(biāo)各有偏重，且這些指標(biāo)大多是數(shù)量指標(biāo)，都不能從空間形態(tài)上來(lái)反映公路交通分布的內(nèi)在規(guī)律，所以有必要尋找一個(gè)指標(biāo)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 公路網(wǎng)的空間布局具有自相似性，滿足分形的特征，因而可以應(yīng)用分形理論進(jìn)行研究?；诜中卫碚摰穆肪W(wǎng)覆蓋形態(tài)評(píng)價(jià)模型是一種較為簡(jiǎn)單的近似算法，可

2、以根據(jù)研究的需要，引用不同種類的分維，應(yīng)用于公路網(wǎng)絡(luò)的分形研究可以用來(lái)分析公路網(wǎng)絡(luò)的空間幾何特征、空間密度特征、空間復(fù)雜程度以及空間連通性特征等，可有效得出公路網(wǎng)的適應(yīng)性、可達(dá)性和通達(dá)性，為路網(wǎng)覆蓋形態(tài)指標(biāo)的評(píng)價(jià)提供了較好的工具。因而引進(jìn)基于分形理論的網(wǎng)絡(luò)覆蓋評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于路網(wǎng)規(guī)劃規(guī)模的合理性評(píng)價(jià)具有著重要的意義。 GIS是采集、貯存、管理、分析和描述地球表面及空間與地理區(qū)域分布相關(guān)的空間數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)

3、的通用技術(shù)。它具有強(qiáng)大的空間分析功能，包括幾何分析、網(wǎng)絡(luò)分析、地形分析、影像分析、多元分析等，而且也逐步成為使地理學(xué)日臻完善的技術(shù)體系。運(yùn)用GIS技術(shù)作為輔助手段，判斷一種地物(如交通網(wǎng)絡(luò))是否具有分形性質(zhì)，是GIS在地理學(xué)中應(yīng)用的一個(gè)新方向。 本文結(jié)合前人的研究，詳細(xì)介紹了分形的概念、性質(zhì)，以及分形理論的形成過(guò)程，并敘述了分形理論在自然地理學(xué)、人文地理學(xué)和地理信息系統(tǒng)研究中的應(yīng)用情況，尤其著重介紹了分形理論在交通網(wǎng)絡(luò)研究中的應(yīng)

4、用情況、交通網(wǎng)絡(luò)分形的特征和形成這種分形特征的內(nèi)在機(jī)制、交通網(wǎng)絡(luò)分維數(shù)的測(cè)度方法。在此基礎(chǔ)上，以河南省17個(gè)地市(鄭州、開封、洛陽(yáng)、安陽(yáng)、濮陽(yáng)、鶴壁、新鄉(xiāng)、焦作、三門峽、商丘、許昌、平頂山、漯河、周口、南陽(yáng)、駐馬店、信陽(yáng))的公路交通網(wǎng)絡(luò)的空間布局形態(tài)為研究對(duì)象，選取相似維數(shù)作為研究指標(biāo)，以分形理論、區(qū)位理論、空間統(tǒng)計(jì)學(xué)、測(cè)量學(xué)、GIS等知識(shí)作為理論基礎(chǔ)，以ArcGIS為軟件平臺(tái)，以Excel為統(tǒng)計(jì)和分析工具，通過(guò)矢量化、矢量柵格格式轉(zhuǎn)換

5、、數(shù)學(xué)模擬、數(shù)值擬合等手段，計(jì)算了河南省各地區(qū)的公路網(wǎng)覆蓋度和覆蓋深度，并以計(jì)算結(jié)果作為評(píng)價(jià)分析指標(biāo)，揭示河南省公路網(wǎng)的空間分異特征和形成原因，對(duì)各地區(qū)公路交通網(wǎng)絡(luò)空間分形形態(tài)的合理性及影響因素做出評(píng)價(jià)，針對(duì)各地區(qū)今后的公路建設(shè)提出自己的建議。最后，論述了做好公路交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作對(duì)于河南省國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要意義。通過(guò)研究，得出如下結(jié)論： 1)公路網(wǎng)形態(tài)具有分形特性，應(yīng)用分形理論來(lái)研究公路網(wǎng)是可行的有效的； 2)公路網(wǎng)覆蓋

6、度和覆蓋深度是能夠反映出公路網(wǎng)的分形特性，是評(píng)價(jià)公路網(wǎng)空間形態(tài)分布的重要參數(shù)； 3)運(yùn)用GIS的方法，能更方便、更準(zhǔn)確的對(duì)公路網(wǎng)的分形維數(shù)進(jìn)行求解； 4)將GIS和分形理論應(yīng)用到公路網(wǎng)的規(guī)劃布置中，為公路網(wǎng)的評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)提供了行之有效的指標(biāo)和方法。 以后的研究將從時(shí)間面上分析研究河南省公路網(wǎng)分布形態(tài)的變化，以及運(yùn)用分形理論來(lái)模擬公路網(wǎng)在空間中的最佳發(fā)展?fàn)顟B(tài)，對(duì)公路網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)等兩個(gè)方面著手進(jìn)行。 總之，分