一種城市路網(wǎng)多層次復(fù)合網(wǎng)格模式識(shí)別方法

王安東,武 芳,鞏現(xiàn)勇,翟仁健,劉呈熠,邱 越,張寒雪

信息工程大學(xué)地理空間信息學(xué)院,河南 鄭州 450001

城市道路網(wǎng)是城市范圍內(nèi)不同功能、等級(jí)、區(qū)位的道路,以一定密度和適當(dāng)形式組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[1]。作為城市的基礎(chǔ)骨架,其結(jié)構(gòu)模式體現(xiàn)了城市的主要結(jié)構(gòu)和空間格局,反映出城市的地形地貌特點(diǎn)、功能結(jié)構(gòu)和規(guī)劃治理情況,蘊(yùn)含著大量城市形成和發(fā)展的內(nèi)在機(jī)制[2]。對(duì)其結(jié)構(gòu)模式的挖掘和識(shí)別是地圖綜合、城市形成、更新和擴(kuò)張、交通規(guī)劃設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)[3-5]。

相關(guān)研究從不同研究重點(diǎn)出發(fā),將道路網(wǎng)分為不同結(jié)構(gòu)模式,如網(wǎng)格模式、環(huán)型模式、放射型模式、復(fù)雜道路交叉口等顯式模式[6-11],以及城市中心、熱點(diǎn)區(qū)域、城市建成區(qū)等隱式模式[12]。網(wǎng)格模式作為城市道路網(wǎng)的典型結(jié)構(gòu)模式,在城市布局中十分常見,在長(zhǎng)達(dá)幾千年的城市發(fā)展史上,都得到廣泛的采用[13]。道路網(wǎng)格模式的識(shí)別對(duì)城市空間特征挖掘、交通規(guī)劃及地圖自動(dòng)綜合具有重要意義。根據(jù)識(shí)別的基本模式單元,現(xiàn)有道路網(wǎng)格模式的識(shí)別方法可大體分為兩類。

(1) 基于路段的識(shí)別方法。此類方法多將道路網(wǎng)抽象為圖結(jié)構(gòu),以圖中頂點(diǎn)作為基本處理單元,從頂點(diǎn)的幾何、上下文關(guān)系特征中抽象出與路網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的特征項(xiàng),借助圖論、統(tǒng)計(jì)學(xué)或機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行處理或?qū)W習(xí),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格模式識(shí)別。例如,基于道路結(jié)點(diǎn)和改進(jìn)的霍夫變換策略來實(shí)現(xiàn)規(guī)則格網(wǎng)的識(shí)別[14];通過構(gòu)建……