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  • 关于通达度的研究及全国尺度的通达度计算方法

     

     

    最近在考虑怎样计算全国尺度的通达度,有一些想法。

    通达度,通常的定义为一个地方能够从另外一个地方到达的容易程度。有的也叫通达性和可达性。但显然,可达性的概念,更多的研究城市内部,整个区域尺度甚至全国尺度的用通达度的概念更合适一些。

     

    通达度的计算方法主要包括:距离法、效用法、拓扑度量法、引力度量法、等值线法、累积机会法、平衡系数法、时空法等,具体可划分为3大类:
    1)基于交通系统的交通设施法,常采用的指标是空间直线距离、实际距离、平均出行时耗、平均出行速度、单位时间内的出行距离、公交线路密度、道路网络的阻塞程度等;2)基于土地使用系统的活动法,如距离法、等值线法、引力模型法、平衡系数法、时空法等;3)基于个体收益的效用法。这些所有方法几乎都是距离法的延伸或者以距离法为基础。

     

    一般通达度的研究包含两个尺度:城市内部尺度和宏观区域尺度,一个是城市内部交通,一个是对外交通。在城市内部尺度上,通达度被广泛地应用于城市交通系统效率评价的一个指标,它在一定程度上反映了一个城市的结构、土地利用、规划和基础设施之间的相互联系。在宏观区域尺度上,空间-距离-通达性已经成为城市区域一体化联系与发展的先决条件,而交通网络的通达性直接影响到区域格局的演变和发展。

     

    一、城市内部的通达度

     

    研究城市内部的通达度,有几种情况,一是整个城市的交通通达度情况,这个可以理解为交通区位,其模型和方法较多,例如考虑道路密度、考虑距离中心等重要节点的时间距离或费用距离、交通需求(人口和土地,如就业和居住人口分布、工业区等)等,表达形式可以分为连续的跟行政单元无关的栅格图和以行政单元或地块为单位的栅格图,二是重要公共设施、绿地、商业中心的可达性,例如北京市绿地可达性分析,那就是分析每个地区到达每个绿地的交通距离和交通时间,按每个绿地或者每个地块汇总表达,可以得到绿地的可达性。对了城市内部的通达度,对数据和模型的要求比较高,计算距离时多用网络分析,最短路径等方法,要求的数据比较翔实。

     

    还有一种叫通勤圈分析,即以某个节点或某个城市为中心,计算用不同时间所能到达的距离范围。例如北京的一小时通勤圈、三小时通勤圈等。

     

    二、区域宏观尺度的通达度

    这也是我目前正在进行的研究。研究区域宏观尺度的通达度,其方法和模型就相对比较模糊一些,大多考虑了区域空间结构、交通基础设施、道路的密度和距离等要素。我觉得从这个尺度上看,通达度的影响因素包括三个方面:

      一是要考虑这个地区在整个区域甚至全国的自然地理和经济地理中的位置,这包含了一些先天因素,例如即使没有任何交通设施,北京、南京也比拉萨、黑河这些地区的通达度好,这个因素的衡量指标是:这个地区到中心城市、全国主要城市的有效距离总合或平均最短距离,所谓有限距离就是道路距离而不是直线距离。

      二是考虑交通设施的发达程度,主要用道路密度来衡量,道路密度包括公路、铁路、水运航道的道路密度,道路密度越大,通达性越好,与后面的第三点相比,这个也考虑了这样一种情况,例如当两个城市之间本来仅有一条公路,后来又修了几条,如果只考虑第一和第三点,则通达度没有变化,所以需要考虑道路密度。

      三是当研究尺度比较细致时,需要考虑交通的便捷性,也就是地区距离交通干线、港口、机场的距离,离交通设施越近,通达度越好。研究省级的通达度,这个因素几乎不存在,但如果到县级甚至乡镇级,则需要考虑。

     

    对于宏观尺度的通达度计算,有两条路:

    一是完全以行政单元为单位,进行属性计算,计算每个行政单元的通达度,结果用用行政单元空间表达,如全国地级市通达度分布图。即计算每个行政单元的距离中心城市或全国所有主要城市的距离、道路密度、距离最近交通设施的距离。这个三个指标的计算都要考虑权重,与主要城市的距离可以按照城市的GDP和人口作为权重,即距离被计算的城市越近,这个城市的GDP和人口总量越大(即去该城市的可能性、意义、总量更大),则通达度越好;道路密度的权重按照道路级别或者道路的平均速度来分配,例如高铁大于铁路大于高速公路大于国道省道;距离最近交通设施的距离也是以交通设施级别为权重。

     

    二是忽略行政区划,完全按照路网和重要城市节点来作为基础数据计算,做连续的通达度计算。计算每个栅格的通达度,考虑这个栅格到所有城市的距离、道路密度(GIS线密度计算,第一种方法里道路密度包括有属性计算而不单单是空间计算)、栅格到交通设施的距离(用GIS进行路网的距离衰减)。这三个指标也要考虑权重,与主要城市的距离可以按照城市的GDP和人口作为权重;道路密度的权重按照道路级别或者道路的平均速度来分配道;距离最近交通设施的距离也是在距离衰减时以交通设施级别为权重。

    需要注意的是,这种方式里存在着重复计算的成分,后两种道路密度和道路距离衰减的过程包括了相似的地理学内涵,一般根据计算半径的不同,对于距离近的地方,密度自然很大,还有就是在计算栅格到城市的距离时,应采用网络分析中的路径计算,即道路距离,这本身也包括了距离道路设施的距离,如果路径考虑权重的话,那也与后面的考虑交通设施权重重复了。

     

    对于全国尺度的通达度计算,需要这两种方式进行分别计算,第一种方式用于行政单元层面的指标对比及后面的政策分析,可以与社会经济指标可以挂钩进行相关性回归分析,进行深入的研究,第二种方法,可以作为通达度的基础性数据,可以直接截取一块进行省级市级等多级单元的分析,并可进行更加深入的空间分析。也就是说,最终是有两张全国交通通达度分布图。

     

    此外,还可以对城市内部交通通达度做一个宏观尺度的展示,也就是每个城市的内部交通的通达度作为一个值,具体可采用城市内部的道路交通密度(城市统计年鉴里就有),公共汽车拥有量等指标进行度量,得到全国所有城市的内部交通通达度图。

     

     

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