应用复杂网络理论的城市路网可靠性分析

城市路网作为一种关系居民日常生活、社会经济发展的重要网络,在受到暴雨洪水、交通堵塞以及遭遇破坏时,可能局部失效,进而影响整个路网的运输能力和效率。本文针对城市路网的拓扑特点,以复杂网络理论为基础,对两种不同布局结构的路网分别采用主方法和对偶方法建模,分析比较其复杂网络特性,并在此基础上进行了基于节点度和基于节点中介中心性的选择性破坏实验,最后分析了不同结构的路网在不同攻击策略下所表现出来的可靠性。     

对偶图节点重要度的道路网自动选取方法

采用对偶拓扑方法构建基于广义路网拓扑的复杂交通网络,通过引入m阶邻居节点概念,考虑复杂交通网络中节点度、介中心及节点间距离等因素,顾及节点自身及1到m阶邻居节点的重要度贡献,定义了节点重要度评价模型,进而提出一种基于m阶邻居节点重要度贡献的道路网自动选取方法,并基于网络最小规模原则保持选取道路的连通性。为检验方法的有效性,引入度分布评价所选取道路对路网整体结构及拓扑特性的保持程度,并采用实际城市路网进行试验,结果表明本文方法选取的路网能较好地保持了原始路网的整体结构、拓扑特性及道路连通性,且算法稳定、可靠。     

一种城市道路空间结构特性分析方法

为了对城市道路空间结构的特征进行研究,该文基于复杂网络理论,采用网络中心性测度方法,对北京、成都、南京、天津和武汉这5个城市道路网络的节点介数、直达性、邻近度和边介数等指标进行计算,通过对计算结果的分析发现城市道路中心性的分布特点,剖析城市道路结构的特征。结果表明:①网络中心性指标,特别是介数能够很好地描述道路网络节点的重要程度;②贯穿路网的主干路、城市环路、跨江(河)桥梁都具有较高的中心性,是城市路网的重要部分;③尽管不同城市的道路网络结构存在一些相似的特点,但各城市之间的道路空间结构差异明显。     

城市道路网络社团结构的识别与分析

社团结构是复杂网络具有的一项重要性质,为探究不同城市路网社团结构的特点,本文利用分裂算法,对北京、成都、南京、武汉4个城市的路网进行社团结构划分,分析路网空间结构与社团结构之间的联系。实验结果表明,城市路网有着较强的社团特性,网络模块度最大值高于一般社会网络,同时路网社团结构可以较好地识别出一些路网中联系紧密的区域。本文在路网结构研究中引入社团结构概念,进行了新的尝试,并且取得了有益的成果。     

基于复杂网络的城市道路重要度评价及路网自动综合方法

利用复杂网络理论,构建城市复杂路网模型,基于该模型从道路的结构和功能特征角度,以连接度、介中心和接近度为度量指标定义道路重要度评价模型,并顾及路网的整体形态及路网的拓扑连通性,提出基于复杂网络理论的路网综合算法。为检验方法有效性,针对成都市道路网络进行实验分析。实验结果表明,该道路重要度评价模型较好地反映道路在整个路网结构和功能上的重要程度,复杂路网综合算法能较好地保持原始路网的整体形态结构特征。     

复杂网络理论的武汉市路网结构特征

针对武汉市路网的基本结构特征,该文以道路stroke作为路网的基本结构单元,以对偶拓扑图作为路网几何拓扑结构的表达形式,基于复杂网络理论的相关定量分析指标,进行了研究分析。通过对路网节点度分布的统计分析表明:武汉市路网属于无标度网络;通过对网络的平均聚类参数和平均网络距离的计算分析表明:武汉市路网属于小世界网络;以度中心性、中介中心性、接近中心性和长度为基本评价指标,通过加权综合评价,研究了武汉市路网的层次结构特征,表明武汉市路网的结构构成符合"二八分率"的规律。     

基于对偶拓扑结构的路网路段重要性评估方法

现有的路网路段重要性评估方法考虑的是路网中的路段的统计特性或路网的局部结构对重要性的影响。在路段的重要性与路网的全体路段相关联的基础上,提出m阶邻居节点的复杂路网路段重要度评估方法。为验证算法的有效性,实验仿真采用成都市路网的对偶拓扑结构,在1 484个路段中提取10条关键路径对评估方法进行验证。评估结果显示:与度值法、介数法相比,该方法能显著地区分复杂路网中路段之间的重要性差异,准确地确定网络中的关键路径,具有更高的评估准确性。     

基于复杂网络指标的路网结构形态评价与分析

采用基于复杂网络拓扑特征指标的评价方法对环状、方格及自由形态三种典型结构形态的路网结构进行分析研究,实验表明:在规则路网中,环状路网具有最优的路网结构,方格路网其次;基于实证路网的分析也表明路网结构形态对于交通网络的通行效率及可靠性具有较强的影响.研究成果对交通规划及路网优化等工作具有一定的参考价值.     

基于路段重要度评价的道路网自动制图综合研究

道路网自动综合是GIS研究的重要基础理论问题。顾及道路重要性对路网制图综合的影响,采用基于对偶拓扑的复杂网络理论构建城市路网对偶拓扑模型,并基于该路网模型建立路段重要度评价方法,进而提出一种基于路段重要度评价的路网自动制图综合方法。实验表明,该方法能够有效地完成不同比例尺下路网的自动综合。     

加权网页排序算法在道路网自动选取中的应用

针对现有算法在计算道路网节点重要度时忽略节点间的相互影响以及道路密度引起的重要度异常等问题,提出了一种基于加权网页排序算法的道路网自动提取方法。首先将道路连接成路段,以路段为网络节点,道路交叉作为节点连线,路段长度作为边的权重,将道路网抽象成有向有权图;然后利用加权网页排序算法计算有向有权图节点的重要度,并利用链接作弊检测的方法修正由道路密度引起的节点重要度异常,得到道路节点的最终重要度排序,从而完成道路网的提取。通过真实路网数据进行实验分析,结果表明,相对基于网络中心性的方法,该算法的提取结果能够更好地保留原始路网的密度差异和整体结构。     

分部加权的行道树检测网络构建

基于深度学习目标检测框架,提出了一种端到端的训练网络,用于行道树的自动检测。由于行道树之间的遮挡问题,现有的通用物体检测框架无法直接应用于此任务,为此本文提出了一种树形分部加权模块,以减少严重遮挡造成的错误检测。然后对提出的神经网络进行训练和评估。结果显示,本文所建立的分部加权树木检测网络能够在遮挡条件下,有效地检测出街景图像中的行道树,该方法在各种条件下均具有较高的精度和良好的稳健性。     

深度学习的街景行道树自动识别提取研究

针对城市行道树调查中,街景影像背景环境复杂多变、行道树个体差异大,依靠目视判读费时费力的问题,该文基于车载移动测量系统采集的全景影像数据,利用深度学习算法,在快速区域卷积神经网络的目标检测方法基础上,建立适用于街景行道树检测的深度神经网络模型。模型采用基于共有显著性区域及冗余策略的行道树多示例目标候选区域选择方法,使用车载图像的几何约束进一步筛选合适的候选区域,从而实现行道树目标候选区域的统一选择,提升行道树目标的检测效果。实验结果表明,该文提出的方法能够实现多种行道树的准确自动识别与提取,进而大大降低行道树绿化调查的成本。     

面向大规模道路网的最短路径近似算法

节点重要性对大规模道路网下最短路径的计算有着重要影响。本文提出了顾及节点重要性的最短路径估计方法,该方法基于Critic方法与复杂网络理论评价节点的重要性,结合限制策略实现网络划分,通过层次结构网络的构建,实现大规模道路网数据的有效化简和最短路径的快速有效计算。试验结果表明,该方法能够使中心节点均衡地分布于网络,更好地均衡划分后子网络的规模;随着限制参数的增大,网络规模逐渐降低,查询精度最高达到1.026,相比于单一指标和无限制参数的方法,本文方法显著降低了网络的规模,在最短路径的近似计算上保持了较高的准确性,为大规模复杂网络的近似分析提供分析思路。     

基于约束的城市街道网自动综合方法

近年来,基于约束的地图自动综合成为研究的热点。本研究在基于约束的地图自动综合理论的基础上,提出了一种城市街道网自动综合方法。该方法依赖于街道网综合中的约束和改进的动态决策树结构,它很好地将约束融入了特定的数据结构,实现了街道网的渐进式综合。实验证明了方法具备可行性。     

Context-aware abstraction and generalization of street networks: two cognitively engineered user-oriented approaches using network Voronoi diagrams

Generalization and spatial contextual awareness are prevalent concepts in geographic information systems. This study adopted a context-dependent user-centred network generalization method to create a sub-network for optimal route finding. The results show an increase in the number of preferred traversed edges. A route presentation approach is suggested that is based on cognitively engineered user-oriented abstraction of street network. Successive abstractions hierarchize the street network to create a hierarchical presentation structure. The route is projected onto one level in the structure. Then, instead of showing the exact route, the network Voronoi regions represented by the projected route are shown. Experience indicates that the suggested method is an efficient way of route presentation for a hierarchical regionalized structure of a human cognitive map.     

道路中心线提取及网络建立的算法研究

提取道路中心线并建立道路网络是网络分析和地图综合中的基本问题,本文提出了利用约束Delaunay算法形成道路约束三角形网,并在此基础上提取道路中心线,形成道路中心线及建立网络。强调在提取过程中要注意的几个关键问题,并提出了解决方法。     

基于CORS站的GPS平面控制网起算点兼容性研究

不同等级或者不同时期布设控制点都可能存在较大误差,如果以误差较大点做起算,都会扭曲GPS测量的精度,严重影响GPS成果可靠性。文中以某城市四等GPS控制网为例,探讨以城市CORS站分析GPS控制网起算点兼容性,并得到成功应用。     

A Method for Surveying Control Network Optimization Based on Reliability Properties

Surveying control network optimization design is related to standards,such as precision,reliability,sensitivity and the cost,and these standards are related closely to each other.A new method for surve...     

测量控制网优化设计的可靠性准则法

测量控制网优化设计与网的精度、可靠性、灵敏度以及费用等准则有关,但这些准则之间的关系又十分密切,本文提出了一种基于观测值内部可靠性指标的测量控制网模拟法优化设计新方法,介绍了其原理和特点,并用实例说明了用该方法的计算步骤和优化效益。