利用路段连接图识别道路网中的格网模式.docx

《利用路段连接图识别道路网中的格网模式》 道路网是城市规划和交通管理的基础，其中的道路模式是城市空间结构的重要体现。道路模式主要包括路链模式、格网模式、星状模式和环状模式，它们揭示了城市的发展历程和未来趋势。在这些模式中，格网模式是最常见且具有代表性的，它由两组平行道路垂直相交形成，适用于城市的布局设计，便于交通流线的组织，也有利于地理信息系统（GIS）的操作和分析。 对于格网模式的识别，目前有两大类方法：基于道路线要素特征和基于网眼多边形特征。基于道路线要素特征的方法通过分析道路的几何属性，如方向和连接关系，来识别相互垂直的道路。例如，田晶等人利用图论算法提取格网结构，但这种方法可能忽视局部格网。基于网眼多边形特征的识别则侧重于多边形的几何、排列和形状，如Heinzle和Yang等人的工作，这些方法易受单个网眼质量的影响，且可能忽略整体格网特征。 为了克服上述方法的局限性，文章提出了一个新的思路——节点路段和连接对的概念。节点路段是道路网中相邻交叉口之间的路段，而连接对则是任意两条相连的节点路段。这种细化的粒度能够更精确地描述格网中路段的几何特征，同时考虑了路段间的连接关系。通过构建路段连接图，道路网的结构被转化为易于处理的图结构，便于筛选出可能构成格网的连接对。 连接对的特征包括形态复杂度（Rw）、长度比（Rl）、累计偏转角（Rc）、连接角（Ra）和节点编号（p）。形态复杂度衡量了连接对的几何复杂程度，长度比反映了两条路段的相对长度，累计偏转角和连接角则涉及到路段间的连接角度，节点编号则有助于识别特定的路段组合。这些参数的定义和计算，结合图的回路搜索算法，可以有效地识别出格网模式，提高识别的准确性和鲁棒性。 文章的方法创新在于将道路网的识别问题转化为图结构问题，通过连接对这一中间概念，既能捕捉路段的局部特性，又能考虑整体的连接关系，从而提高了格网模式识别的精度。这种方法不仅对城市规划和交通工程具有指导意义，也为GIS和城市地理学的研究提供了新的工具和技术。 识别道路网中的格网模式是一项关键任务，对于理解和优化城市空间结构至关重要。通过对路段连接图的构建和连接对的特征分析，本文提出的方法为格网模式的识别提供了一种新颖且有效的途径，有助于提升道路网分析的效率和准确性。