道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性定量測度方法研究.pdf

1、城市道路網(wǎng)是維持社會經(jīng)濟發(fā)展和人類日?；顒拥闹匾劳校俏镔|(zhì)運輸和能量流通的物理基礎(chǔ)。隨著城市化進程的加快，城市道路網(wǎng)正以驚人的速度擴張，其復(fù)雜性也將日益加強。20世紀(jì)末興起的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為理解道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性提供了新視角。然而當(dāng)前基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的道路網(wǎng)研究多局限于形態(tài)復(fù)雜性及結(jié)構(gòu)共性特征的探討，缺乏從結(jié)構(gòu)角度描述道路交叉連通方式的多樣性、異質(zhì)性、完整性等特征方面的定量指標(biāo)。熵理論和分形理論是復(fù)雜性研究的代表性方法。學(xué)者們提出了拓撲信息熵

2、和數(shù)種結(jié)構(gòu)分形維測度方法，然而，當(dāng)前拓撲信息熵存在方法模型不統(tǒng)一、僅能刻畫網(wǎng)絡(luò)某方面特征等不足;道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)分形特征的研究多局限于計盒維數(shù)，道路網(wǎng)的體積和度體積維數(shù)研究鮮見，其地學(xué)機理的解釋尚待深入。
　　現(xiàn)有地圖拓撲信息測度指標(biāo)多關(guān)注地圖符號連通方式的多樣性或連通程度的緊密性，缺乏定量刻畫地圖符號空間格局與結(jié)構(gòu)特征方面的方法，尤其是較少考慮地圖符號拓撲結(jié)構(gòu)的緊湊性和異質(zhì)性特征。論文定義了地圖符號拓撲結(jié)構(gòu)緊湊性和異質(zhì)性信息熵，提出其

3、計算方法，將其分別用于中國成都市、瑞典耶夫勒市和美國舊金山市的部分道路網(wǎng)，結(jié)果表明該方法能較為準(zhǔn)確地描述道路網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)。
　　通過分析不同形態(tài)、不同規(guī)模、以及多尺度道路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)分形特征，并計算其盒覆蓋結(jié)構(gòu)分形維、體積及度體積結(jié)構(gòu)分形維。分形維數(shù)值的比較分析表明，道路網(wǎng)是典型的結(jié)構(gòu)分形體。其盒覆蓋結(jié)構(gòu)分形維數(shù)隨尺度減小而降低，體積分形維數(shù)與網(wǎng)絡(luò)的緊湊性、異質(zhì)性等特征密切相關(guān)。度體積分形維數(shù)與尺度無關(guān)。論文還進一步證實了形態(tài)影響結(jié)構(gòu)