基于 SuperMap GIS 的道路网络特征分析

0 引 言

近 30 年来，随着信息技术的发展，地理信息系统( Ge-ographic Information System，以下简称 GIS) 在交通领域的推广与应用在国内外受到了极大重视。目前已经被广泛应用到智能交通与交通运输管理的各个方面，并正逐步发展成为一门新兴学科—交通地理信息系统( Geographic Information System for Transportation，即 GIS - T) [1]。交通地理信息系统是 GIS 重要的研究方向和应用领域之一，交通 GIS 是研究现代城市交通问题的一种重要技术手段，主要涉及交通网络数据的时空、拓扑和属性特征的管理、分析和服务[2]，现有方法和技术的主要优势体现在对交通网络数据的管理、可视化和交通网络分析，对于分析和研究日益复杂的交通网络现状特征迫切需要在 GIS 平台中结合新的研究视角开展交通网络的特征分析研究。

1 道路网络特征分析概述

城市道路网络研究体系比较复杂，渗透了地理学，历史学，社会经济学等众多领域，不同研究视角对道路的分析有不同侧重点，例如建筑学侧重道路景观[3 - 4]、地理学重视空间结构与城市属性[5]、而复杂网络研究人员偏重统计规律[6]，近年来众多从复杂网络科学角度的实证研究证实了不同城市道路网络体系中许多定量特征存在相似点。在研究中网络边对应实体道路，而网络节点是对道路交叉口的抽象。

随着复杂网络理论和网络科学技术的发展，研究学者对网络科学研究的关注度不断提高，出现了一系列研究成果。英国伦敦大学空间分析学者 Michael Batty，将地理学与网络科学结合，首次提出了网络地理学的概念[7]。同时，复杂网络科学的理论方法也为交通网络的研究注入了新的动力，其中，网络中心性的理论方法成为交通地理信息系统网络分析的重要方法之一[8]，网络可达性方法用于分析交通空间格局变化[9]，网络分析综合空间分析技术，形成了空间网络分析体系[10]。因此，引入复杂网络科学研究方法，进行交通网络特征分析研究，对于深化研究交通网络实际问题具有重要意义。

2 研究数据

2. 1 数据来源

本文研究选取数据是以国家科技部 863 课题“动态对等结构的开放式导航与定位电子地图服务网络平台建设与示范”中北京道路网络数据为主要数据源。

2. 2 道路网络拓扑处理

在道路网络分析中，通常需要将道路网络抽象为双向道路网络，实际道路网络需要提取道路网络中心线[11]、道路网络拓扑处理等方法得到双向道路网络。本文的研究内容北京城市道路网络特征分析研究假设道路网络为双向道路网络( 满足双向拓扑网络关系) ，经过对道路网络的道路网络中心线提取、道路网络拓扑处理( 邻近节点合并、去除重复线、合并假节点等) 过程，得到双向北京道路网络。最后根据研究区域范围，使用叠加分析方法，分别得到北京六环内道路网络数据。

3 道路网络特征分析

SuperMap GIS 平台软件提供空间数据的采集、管理、编辑、浏览、查询、分析、制图输出等 GIS 核心功能，并具有强大的海量空间数据管理和多源数据无缝集成能力。具有界面友好、易于操作、功能强大、系统稳定、性能卓越等优点。SuperMap GIS 提供道路网络拓扑构建、路径分析、旅行商分析、物流配送、选址分区等网络分析功能，本文将基于 SuperMap GIS 平台选取北京道路网络分析道路网络特征，其中包括统计特征、网络中心性特征、网络可达性特征等。

3. 1 道路网络统计特征分析

基于 SuperMap GIS 组件计算分析北京道路网络数据的统计特征。基于道路数据构建道路网络拓扑，分别得到各个区域的道路网络的节点数、弧段数、道路长度等参数 。

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