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基于分形理论的公路网络与区域经济发展关系的研究

沈惊宏  
【摘要】: 分形理论已广泛应用于交通网络的测算和评估,但一直以来,交通网络的分维数与区域经济之间的关系并没有得到很好的论证。也就是说,基于分形理论的路网评价和优化来促进经济的发展在理论依据上是不足的。本文运用了分形理论的Hausdorff维数简化计算方法与GIS相结合的技术来测度区域公路网络的分维数,并成功地与区域经济指标对应起来,论证出路网的分维数与经济指数是密切相关的。这样就为基于分形理论的路网优化促进区域经济平衡发展提供了理论依据,同时也对区域经济综合指数的提高具有重要的现实意义。 本文以安徽省17个地级市为研究对象,以ArcGIS为技术平台测算出各地级市不同等级路网的分维数。为了综合评价各地区的道路覆盖形态,作者以权维数及干线分维数两个指标来做衡量标准。对17个地区的经济发展状况,建立了一套指标体系并用SPSS软件测算出了各自的综合经济指数,然后与对应的权维数及干线分维数做相关分析。从此过程中得出了以下几点结论: (1)分维数的高低是和经济指数有着密切的相关关系。按照交通运输与经济发展的关系的本体理论来讲,他们是互动的关系,经济的发展促进公路分维数的提高;反之,公路分维数的提高会加速经济的前进步伐。 (2)全部等级公路的分维数这一数值是不能评价区域道路的覆盖度的,因为它包含更多的是低等公路的分维数。不言而喻,低等级公路的分维值的高低对经济发展的作用不大。 (3)“权维数”概念的首次提出及干线分维数比较合理的解决了全部道路分维数与经济指数背道而驰的奇怪现象;他们能较好地从某种程度上反应一个地区与另一个地区在道路覆盖形态上的比较高低。 本文创新点如下: (1)较全面地分析了影响分形维数的多种因素,从而较深刻的、具体的展现了分形理论用于交通网络评价的复杂性。 (2)鉴于对区域道路总分维数不能反应经济综合指数这一现象,作者提出了“权维数”的概念。充分考虑到高等级公路对经济发展的影响,故以道路通行能力为基础,计算出各等级公路在权维数中的权重,最后加权平均而成。权维数比较好地反应了公路网络的综合分形维数。 (3)路网面积是影响分形维数基本要素之一,由此对研究区进行路网面积区划来更进一步揭示了权维数与经济综合指数的相关关系。


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