城镇体系与公路络的分形研究.pdf

摘 要 城镇体系和公路网络是两个庞大复杂的系统，此前，人们为研究这两个复杂 系统的形态特征作了大量的工作，取得了丰硕的成果。然而，对于这两个复杂系 统在空间分布上的内在关系并没有揭示，本文在利用分形理论对两个复杂系统分 别进行研究的基础之上，对两个复杂系统的内在关系进行了探索。 城镇体系和公路网络的空间分布均具有自相似性，而自相似性是分形体最重 要的特征之一，因而可以运用分形理论对这两个系统进行研究。就城镇体系而言， 本文用聚集维数、网格维数、人口规模分布维数、欧式距离关联维数分别对反映 城镇体系的各种形态特征进行了论述，并以湖南省为实例，分别测算了这四种维 数，并对每个维数值反映的地理意义进行了阐释；就公路网络而言，本文用长度 维数、分枝维数、里程关联维数分别对反映公路网络的各种形态特征进行了论述， 并以湖南省和河南省为实例，分别测算出各自高速公路网络所对应的维数，并对 维数值所反映的现实意义以及导致两省对应维数值之间的差异的原因进行了探讨。 本文简要介绍了分形的定义、特征、测度以及广泛应用，并用理论、模型和 实例相结合的方法，对城镇体系和公路网络体系进行了详实的研究，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交通网络分 维数的测度方法。 本文最后利用分形理论对湖南省城镇体系和公路网络之间的内在关系进行了 探索。通过上述研究，本文得出了如下结论：城镇体系和高速公路网络具有复杂 性，应用分形理论来研究这些复杂系统是可行且有效的；湖南省的城市化水平相 对比较低，应该加快城市和道路的建设，使城市化水平快速地提高；ArcInfor、 Matlab软件在文章的整个研究过程中起着至关重要的作用；湖南省必须加大力度 推进高速公路网络的建设；从分形的理论去研究城镇体系和公路网络在空间分布， 二者存在着内在关系。 总之，分形理论不仅揭示城镇体系和高速公路网络形态的复杂程度，还能在 某种程度上反映两个系统在空间分布上的内在规律，为今后城镇体系和公路网络 的规划提供良好的依据。 关键词：分形；分维；城镇体系；公路网络 AB STRACT Urban and networksaretwo and systemhighway largecomplexsystems，before， two alotofworkwasmadeto the characteristicsofthe studymorphological complex of fruitfulresultswere inherentlawsthesetwo systems，and achieved．However，the distributioncan’tberevealed．Sothisthesisusesthefractal to system’Sspatial theory thesetwo then theinherentlawsofthesetwo study complexsystems，andexplore systems． The distributionofurban and networksallhavethemost spatial systemhighway featureoffractalswhichis thefractal canbeused important se