硕士学位论文-基于GIS的城市交通与土地利用协调研究——以长沙市为例.pdf

国家自然科学基金面上项目(50878214)湖南省建设厅科技项目(200822)中南大学CENTRALSOUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目专业名称学位申请人导师姓名及蒸王Q曼S鲍城壹塞通量土地狲用协调研窕=丛长边壹旌倒道照曼钵童王猩-一彰边边一专业技术职务暴_i薤一整攮2011年05月国家自然科学基金面上项目(50878214)湖南省建设厅科技项目(200822)ProjectsupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(50878214)ProjectsupportedbyHunanProvincialDepartmentofConstruction(200822)硕士学位论文基于GIS的城市交通与土地利用协调研究以长沙市为例1r、_J，、Ill一t1ResearcIIOnLoordinationDetweenUrbanTransportationandLand-useBasedonGIS-TakeChangshaforExample作者姓名：学科专业：学院(系、所)：指导教师：彭沙沙道路与铁道工程土木建筑学院吴小萍教授中南大学2011年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：必垫丛日期：卫!年土月且日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。日期：过年L月卫El摘要城市交通与土地利用都是城市复杂系统中的子系统，它们不仅各自包含着自己固有的发展和演化规律，同时它们之间又存在相互联系、相互制约的互动反馈关系，二者的协调发展是解决城市交通问题、实现土地利用集约化的重要前提。我国城市交通与土地利用矛盾日益突出，一方面，土地高密度集中开发特征明显；另一方面，机动化进程加快，交通需求猛增；两个特征叠加，构成了我国两者相互关系研究的突出国情特征。基于我国特有国情，选择长沙市作为代表城市开展相关理论及实证研究。本文针对长沙市交通与土地利用进行协调研究，开展了以下工作：首先，对城市交通与土地利用协调研究所涉及的理论和方法进行归纳和总结。其次，通过数据支持和实例分析，探讨长沙城市交通与土地利用互动关系的影响内容及作用机制。第三，根据城市交通与土地利用复合系统特征，对系统协调从定量与定性两个角度分别进行评价。定量评价是依据协同学理论建立协调度评价模型，定性分析是通过对交通系统运行状态的评价对复合系统协调度进行评价。最后，建立协调评价指标体系，针对评价指标数据的获取，本文采用地理信息系统(GeographicInationSystem，简称GIS)的数据处理功能获取所需数据，并利用其强大的空间分析功能对数据进行分析处理。第四，以VBNET为开发工具、集成ArcEngine编制城市交通与土地利用协调评价程序；主要功能模块包括：GIS基本操作模块、子系统指标模块和综合评价模块。最后，以长沙市为实例，对协调评价模型和程序进行验证；并根据评价结果，为整合长沙市交通与土地利用及实现两者的优化互动发展提出具体的建议措施。关键词：城市交通，土地利用，互动关系，协调发展，协同学，地理信息系统，长沙市ABSTRACTUrbantransportationandlandutilizationareboththesubsystemsofurbancomplexsystemTheyhavetheirinherentdevelopmentandevolutionrulesMoreover，thereisinteractivefeedbackrelationshipwhichismutuallyinterrelatedandconstrainedbetweenthemTheircoordinateddevelopmentisprerequisitetosolveurbantransportproblemsandachieveintensivelandutilizationInChina，conflictsbetweenurbantransportationandlandutilizationbecomeincreasinglyprominentOntheonehand，urbanlandisdevelopedinhighdensityOntheotherhand，moreandmorevehiclesareusedandroadsarehighlydemandedThesesituationsarewhatweareresearchinginrelationshipbetweenthemBasedonthespecificconditions，ChangshaCityischosefortherepresentativetobestudiedtheoreticallyandempiricallyThispapershowstheresearchresultofurbantransportationandlandutilization，achievementsincludeasbelow：FirstlythetheoryandsrelatedtocoordinatedresearchofurbantransportationandlandutilizationaleconcludedandsummarizedSecondarybasedonthedatasupportandcasestudyaffectmechanismandimpactofinteractionofurbantransportationandlandutilizationarediscussedThirdlyaccordingtocharacteristicsofcomplexsystemsofurbantransportationandlandutilization，coordinationofthesystemisuatedfromtwoaspectsofquantitativeandqualitativeQuantitativeuationestablishescoordinationdegreeuationmodelviasynergetic，whilequalitativeuationanalyzesthecoordinationdegreeofcomplexsystemsviatheoperatingstatusoftransportationsystemIndexsystemofcoordinateduationisestablishedatlastTogetthedataforuation，GeographicInationSystem(GIS)isadoptedAndthendataisprocessedbyitspowerfulspatialanalysisfunctionFourthlyaprogramforcoordinateduationofurbantransportationandlandutilizationisdevelopedbytheplatofVBNETwhichisintegratedwithArcEngineFinallycoordinationdegreeuationmodelandprogramareI目录第一章绪论111研究背景与意义112国内外研究综述l121国外研究综述1122国内研究综述。3123，J、l；舌513研究内容、方法与技术路线6131研究内容“6132研究方法6133技术路线7第二章相关概念及理论基础821相关概念8211城市交通系统8212城市交通结构9213城市轨道交通10214土地利用。12215地理信息系统概述。1422理论基础1622t复合系统理论16222TOD模式17223协同学理论18224交通和区位理论。19第三章城市交通与土地利用互动关系研究2231城市交通系统与土地利用格局特征22311长沙城市总体规划。22312长沙市城区交通系统现状。23313长沙市城区交通系统规划25314长沙市城区土地利用现状26315长沙市城区土地利用规划2732城市交通系统对土地利用的影响29321城市交通系统深刻地影响着城市空间格局29322城市交通系统影响城市用地布局32323城市交通建设对城市土地价格有着重要影响34324城市交通建设对城市土地利用开发的影响3633城市土地利用对交通系统的影响37331城市土地利用布局对交通线网格局的选择37332高密度开发城市土地利用模式对交通模式的影响373-33城市规模对城市交通系统的影响。38334城市总体规划对交通系统的影响4034，J、结qll第四章城市交通一土地利用复合系统协调评价模型42IV41城市交通一土地利用复合系统协调评价模型4242城市交通一土地利用复合系统协调评价指标：45421城市交通与土地利用相互作用定量评价45422城市交通与土地利用相互作用定性分析4643基于GIS技术实现精确的综合评价。47第五章城市交通一土地利用复合系统协调评价程序设计4851系统的设计语言。4852系统的总体设计。4953系统的功能设计o50第六章长沙城区交通与土地利用协调发展评价5461城区交通与土地利用协调度评价546。11城市交通与土地利用相互作用定量评价54612城市交通与土地利用相互作用定性分析，596。l-3城市交通与土地利用协调发展综合评价6062复合系统协调发展建议措施60621以城市交通系统引导城市土地利用布局60622确立与交通系统相协调的城市空间布局战略6l623建立适合于土地开发特点的综合交通体系6l624推进交通规划与土地利用规划相协调62625应用GIS与ITS等新技术协调二者关系62第七章结论与展望6371论文研究结论6372对今后的展望：。63参考文献65刭筻谢：。69攻读硕士学位期间主要研究成果70V硕士学位论文第一章绪论11研究背景与意义第一章绪论城市交通与土地利用之间存在一种相互联系、相互制约的互动反馈关系：城市交通通过改变区域可达性对城市空间结构及发展规模产生影响，交通可达性对城市用地布局、价格和开发强度等起决定作用；城市土地利用是交通需求的根源，决定了城市交通源、交通量及交通方式，从宏观上规定了城市交通的结构和基础。二者的协调发展是解决城市交通问题、实现土地利用集约化的重要前提，也是决定城市能否实现可持续发展的关键。在以往的城市规划中，忽视二者的互动关系成为制约交通与土地协调发展的关键原因。我国的交通问题日益严重，交通系统与土地利用矛盾日益突出，因而呼唤着积极开展基于我国国情的深层次城市交通系统与土地利用研究。另外，随着城市轨道交通的大规模建设，关于城市轨道交通对沿线及站点周围土地利用结构的影响成为研究热点之一；城市轨道交通作为快速客运系统，必然带动城市客运交通结构的变化和沿线土地的高密度开发。因此，本文从城市交通与土地利用的互动关系及协调模型研究方向出发，为了引导城市沿着持续、健康、稳定的方向发展，也为了更好地利用城市轨道交通建设的契机，在轨道交通规划与建设阶段，对城市交通与土地利用进行协调研究。本文结合中国城市高密度开发的鲜明特征，选择具有典型代表性的长沙为研究对象，利用有关统计资料和实地调查资料，引入定量分析和地理信息系统(GeographicInationSystem，简称GIS)空间分析技术，系统地针对我国高密度开发城市的基本特征开展相关研究，揭示我国城市交通与土地利用之间的关系，并利用协调模型构建关于二者的协调评价系统，对二者进行协调研究，具有良好的现实意义，也对合理解决中国交通与土地的协调问题具有参考与借鉴价值。12国内外研究综述121国外研究综述城市化进程带来了一系列交通问题，鉴于城市交通与土地利用之间复杂的互馈关系，国外学者、专家及决策者很早就开始关注对二者互馈作用的探讨和研究，以期解决城市交通问题和实现土地集约化利用。早期对两者关系的探讨只是反映硕士学位论文第一章绪论在一些理论研究中，最早涉及此研究内容的是区位理论等研究，包括区位论和城市地域空间结构理论。近代城市交通与土地利用关系理论研究主要沿着两条主线展开，一是探讨公路建设对城市土地利用的影响；二是探讨城市土地利用对交通系统建设的影响。现代城市交通系统与土地利用关系理论研究包括城市交通系统对土地利用的影响研究，城市土地利用对交通系统的影响研究以及城市土地利用与交通系统的协调研究等，得到的共识是城市的演变即为用地、交通一体化的演变，因此，用地交通一体化成为研究的焦点。城市轨道交通的建设成为解决城市交通矛盾的长期发展战略，城市群或都市圈韵发展使得交通与土地利用的研究扩展到区域层面，这些都标志着交通与土地利用关系的研究进入了一个新的阶段。早在二十世纪五、六十年代，国外一些学者就开始研究交通与土地利用之间的相互作用机理，并建立了许多反映二者相互关系的数学模型，其中最著名的是劳瑞模型(Lowry模型，1964)【1J：劳瑞模型被认为是交通与土地利用一体化综合模型的基础，对二十世纪七、八十年代后交通与土地利用综合模型的研究起着重要的推动作用；劳瑞模型的重大贡献在于将交通与土地利用作为一个系统来研究，并体现到土地利用空间规划中去。1971年，美国交通部提出了“交通发展和土地开发121的研究课题，揭开了土地利用与交通关系理论的综合研究序幕，其后越来越多学者开始研究现代城市交通系统与土地利用之间的相互关系。Nithin等31(1979)专门研究土地利用对交通系统的影响，并指出了影响交通行为的土地利用四个方面的因素：规模、密度、设计与布局。Newmna等【4l(1989)通过对全球32个城市和地区进行研究表明，高密度城市土地利用模式对于公共交通的依赖程度比低密度利用的城市要高得多，高密度、公交与步行导向型开发和土地混合使用将减少约15的人均费用。苏珊E布罗迪【5I(1996)总结各项调查后提出，当城市密度低于每公顷四十人和就业岗位时，就更有可能依赖小汽车交通；当密度达到每公顷60-一100人和就业岗位时，就会大大增加人们利用公共交通的机会。1999年，欧共体开展了一项名为“TRANSLAND61的大型研究项目，探讨交通土地一体化领域中的创新策略及未来研究需要。进入21世纪，实现可持续发展逐步成为交通与土地利用互动关系研究的主要目标。另外，随着城市化进程的推进，城市群或都市圈的发展使得交通与土地利用的研究逐渐扩展到了区域层面。LBertolinit7l(2003)提出了基于可持续发展可达性的交通与土地利用一体化发展概念框架。CareyCurtist8l(2003)通过相关研究指出，城市可持续发展交通模式可以通硕士学位论文第一章绪论过整合土地利用规划与交通规划的关系而获得，并提出“地方活动走廊规划也许能够成为实现二者整合的有效方法。FedericoOlivatgl(2003)研究分析了关于蔓延的城市居住区、公共设施与环境影响三者之间的关系，并对开展可持续发展的城市规划进行了实例研究，指出必须在区域层面制定交通与土地利用一体化规划措施。ArildVoid|10J(2004)通过研究BigOslo都市圈的交通与土地利用一体化综合优化问题，提出了一个能够产生交通与土地利用最优措施的算法。SumeetaI1(2005)利用地理信息系统研究了土地利用变化与交通运输的关系，并分别从区域层面和局部层面建立了反映二者相互关系的模型，该模型在印度的Delhi得到了具体验证。英国TFL项目121(2005)通过从土地开发与土地利用模式、交通模式、环境与可持续发展、社会经济特征等四个方面进行研究，具体分析了Jubliee地铁延伸线开通前后该线覆盖区域的发展变化情况，提出地铁的发展不仅能够改善该地区的交通状况，带动沿线土地的开发，而且能够为地铁覆盖区域提供更好的居住与就业条件。122国内研究综述国内对城市交通与土地利用相互关系的研究起步较晚，到上世纪八十年代中后期才开始受到重视，该领域学者对两者关系的研究主要是围绕交通与土地利用之间相互制约、相互协调的矛盾进行，并努力寻求使有限的城市土地利用达到最佳效益且不产生城市交通问题这样一个目标。中国城市规划设计院交通研究所(1987)承担了国家“七五重点项目大城市综合交通体系规划模式研究031，该项目首次对城市交通与土地利用互动发展关系进行深入研究，并系统地分析了中国大城市中心区的形成原因、交通模式特征与土地利用结构。在接下来的九十年代，相关研究得到进一步发展。范炳全等【14】(1993)总结了国外一些发达国家交通与土地利用互动关系的研究进展，指出该领域的研究应该引起中国学术界与规划界的重视。杨吾扬等【”l(1994)从历史、交通与人口等因素出发，探讨了北京商业中心等级结构的形成与演化过程。李泳等【16】(1998)分析了城市土地利用结构与交通系统的互动反馈关系以及在交通规划过程中对城市活动进行系统分析的具体意义。进入21世纪，随着中国经济持续高速发展，城市化进程加速，机动化进程也不断加快，并且城市群的出现与发展使得交通与土地利用的研究逐渐扩展到区硕士学位论文第一章绪论域层面，这些都标志着中国交通与土地利用关系的研究进入了一个新的阶段。中国城市规划设计研究院(2000)承担了国家“九五专题项目土地利用交通模式与城市机动化趋势研究ItTl，探讨了机动化进程对城市交通系统的影响，并对机动化条件下我国交通与土地利用模式的选择做出分析。邓毛颖等【18】(2000)通过对广州城市居民出行调查数据的研究分析指出，随着城市空间结构的变化，土地利用布局与人口密度在很大程度上决定了城市居民的出行空间分布。阎小培、周素红、毛蒋兴等1191(2002)研究了广州市上个世纪80年代至90年代20年间的城市交通系统与土地利用格局互动演化特征，得出交通系统的发展引起土地利用特征的变化，反过来，土地利用所具有的特征也对交通系统提出相应要求；总结广州城市交通系统与土地利用的互动演化经历了由80年代的“人口高密度，土地利用高密度集中开发，高密度交通，公共交通与个人自行交通结合”的“三高一结合向90年代的“人口高密度，土地利用高密度集中开发，高密度交通及公共交通与私人交通相结合”的又一“三高一结合转化。陆建等【201(2003)提出了可持续发展的城市交通系统中客运交通结构的优化原则，根据国内外城市交通结构与土地利用发展的进程和特点，在研究交通结构与城市规模、城市形态、人口密度相互关系的基础上，提出从土地利用角度考虑不同城市的交通结构建议值。毛蒋兴、阎小培掣21l(2005)以广州市为背景，引入定量分析与GIS、RS空间分析技术，研究了我国高密度开发城市交通系统对城市空间格局、土地利用价格以及土地利用开发的影响。王锡福等【221(2005)运用GIS、RS技术，建立南京市中心城区的交通与土地利用综合数据库，提取轨道交通沿线一定效应场内的居住用地、工业用地、公共设施用地以及商业金融业用地信息，探讨南京市轨道交通建设对城市土地利用空间分异存在的潜在影响，旨在从空间角度研究轨道交通线路与沿线土地利用的相互作用关系。赵延峰等【23l(2006)在深入研究交通与土地利用互动关系的基础上，提出了整合城市交通与土地利用的措施，并建立了可对城市交通与土地利用协调发展状态进行定量分析的协调度模型，通过该模型还可找出阻碍系统协调发展的相关因素。杨励雅、邵春福等【241(2007)采用一种新的非参数统计分析方法，建立了TOD(公共交通导向发展)模式下城市交通与土地利用协调关系的评价指标体系，构造出评价两者协调关系的数据包络分析(DEA)模型。林逢春、曾智超等i251(2007)运用GIS的空间分析技术，分析了上海市近硕士学位论文第一章绪论15年的城市形态演变遥感图像，并结合城市交通与土地利用互动关系，从城市扩散动力、城市交通系统、城市扩散模式等三个层面分析交通在城市外围扩散中的导向作用，指出城市轨道交通诱导城市形态发展的前提条件是：充分发挥自身的交通客运能力。罗铭、陈艳艳掣26】(2008)基于系统论的复合系统理论，结合数据包络分析方法和模糊数学的隶属度概念，构建了交通土地利用复合系统的协调度模型。梅盛、吴小萍掣27l(2009)研究了城际轨道交通与土地可持续利用的相互作用关系和二者协调发展的影响因素，构建协调评价指标体系和协调度计算模型，并利用VB2005和ARCENGINE92进行二次开发，初步建立了基于GIS的城际轨道交通与土地利用协调评价系统。123小结综上所述，国外学者在城市微观层面建立了许多关系模型，这些模型涉及到许多城市功能和有关细节的表达，对基础数据的质量要求非常高，降低了模型应用的灵活性，影响到模型的实用性和可移植性，使得把模型引入到其他城市非常困难，因此，国外研究成果虽然丰富但不完全适合我国特有的国情。而国内大部分研究还停留在国外相关理论和方法的引进以及二者关系的定性分析和判断上；实证研究方面，交通与土地利用的一体化规划及管理在一些城市已有所涉及，但对实践的指导作用还较弱，大多数城市未能实现城市交通规划与土地利用规划的有机结合；另外，我国在GIS应用方面起步较晚，水平相对比较落后，并且在土地利用和交通状况分析方面，处于发展初期阶段，研究成果较少。因此，本文在国内对于交通与土地利用二者互动关系定量研究不多、基于我国国情的实例实证研究尚不成熟的背景下，选择长沙市作为代表探讨我国高密度开发城市的交通系统与土地利用互动关系影响内容及作用机制；另外，在揭示两者互动关系特殊规律的基础上，对城市交通系统与土地利用进行协调研究，构建协调度模型与协调评价指标体系；针对评价指标数据的获取本文采用GIS的数据处理功能获取所需要的指标数据，并利用其强大空间分析功能对数据进行分析处理，从而提高了评价精度；以长沙市为实例验证该协调度模型，研究促进两者相互协调的相关政策、手段及技术，探求解决中国城市交通与土地利用问题的方案，将有助于更好地规划和管理好我国城市，促进城市健康持续发展。硕士学位论文第一章绪论13研究内容、方法与技术路线131研究内容1研究背景及国内外研究综述在统计资料和实地调查研究的基础上，分析城市交通与土地利用互动关系的国内外研究发展现状，总结其不足之处，在此基础上，提出本论文的主要研究方向及要解决的关键问题。2相关概念及理论基础研究通过对城市交通与土地利用协调研究的相关概念与基础理论进行研究，为城市交通与土地利用协调评价提供理论支持。3城市交通与土地利用互动关系研究在具体分析长沙市交通系统与土地利用格局特征的基础上，以长沙市代表探讨我国高密度开发城市的交通系统与土地利用互动关系影响内容及作用机制。4构建城市交通与土地利用复合系统协调评价模型根据城市交通与土地利用复合系统特征，对系统协调从作用机理和作用实践两个层次分别进行评价。作用机理层次依据协同学理论建立了协调度评价模型，作用实践层次通过对交通系统运行状态的评价对复合系统协调度进行评价。最后，建立协调评价指标体系，针对评价指标数据的获取本文采用GIS的数据处理功能获取所需要的指标数据，并利用其强大空间分析功能对数据进行分析处理。5城市交通与土地利用协调评价程序总体结构及功能设计以VBNET为开发工具、集成ArcEngine编制城市交通与土地利用协调评价程序；以长沙市为实例，对评价模型和程序进行验证；并根据评价结果，为整合长沙市交通与土地利用及实现两者的优化互动发展提出具体的建议措施。132研究方法注重多学科的融合，综合运用交通工程、交通运输、交通规划、城市轨道交通、计算机技术等相关领域知识，强调理论与实践相结合、宏观与微观相结合、定量与定性相结合。在理论研究方面，本文将采用定量计算为主，定量计算与定性分析相结合的的方法，对城市交通与土地利用复合系统分别从二者的相互作用机理和相互作用实践两层次进行协调评价。在应用软件方面，采用GIS的数据处理功能获取所需要的指标数据，并利硕士学位论文第一章绪论用其强大空间分析功能对数据进行分析处理；以VBNET为开发工具、集成ArcEngine编制城市交通与土地利用协调评价程序。在实证研究方面，选取长沙市为实例，对所构建的模型及方法，进行分析检验。133技术路线国内外研究现状综述相关理论基础城市交通与土地利用的互动关系研究城市交通土地利用复合系统协调评价模型基于GIS的复合系统协调评价程序设计应用实例以长沙城区为例建议措施ij；一i兰鲨奎望兰圭些型望竺星堑笙I长沙城市交通对土地利用的影响面五而磊磊磊丽习l依据协同学理论构建协调度模型l；构建协调评价指标体系复合系统作用机理层次评价复合系统作用实践层次评价协调发展综合评价及结果分析以城市交通引导土地利用布局适于高密度集中开发的交通体系iU三垂亟巫圃i图11技术路线图7硕士学位论文第二章相关概念及理论基础21相关概念211城市交通系统第二章相关概念及理论基础1城市交通交通的定义广泛，广义的交通是指人、物、信息的流动，是以某种确定的目标，按照一定的方式，通过一定的空间进行的(communication)1281。交通的通常含义是指人和物的流动，是采用一定的方式，在一定的设施条件下，完成一定的运输任务；包括航空、水运、铁路和道路上的交通(communication)1281。运输是交通行为的一个组成部分，主要指使用一定的运送工具，完成人和物从一处到另一处的运送任判船1。城市交通包括四个基本因素：用地、人、车与路。其中，用地与人是对城市交通起决定性作用的因素，而车与路是对城市交通起影响性作用的因素【2Sl。表2-1城市交通的四个基本因素交通因素定义、特征城市用地是产生交通、吸引交通的“源”和“泽”。确定不同性质的城市用地用地产生和吸引交通的数量的指标称为交通生成指标，表示交通的产生和吸引量与城市用地等相关因素的关系。城市居民出行是构成城市客运交通的主要内容，城市流动人El和郊区农民一进城在不同类型的城市占有一定的比例。机动车和自行车是构成城市道路交通的主要内容，无论是对机动车或自行车车都需研究一下因素：车辆(可折算成标准车)的保有量、出行率、空驶率；平均出行距离(平均运距)：车流速度、密度、流量。道路是容纳城市交通的主要设施，包括路段和交叉口两个部分。城市道路。各路段和各交叉口的规划交通量必须考虑该路段和交叉El的通行能力(容“量)，并与之相适应，一般都应留有一定的发展余地。停车设施的布局及停车能力应与道路交通的停车需求相匹配。城市交通的特征因各城市的规模、性质、结构、地理位置和政治经济地位的差异而有所不同，但是它们具有的主要特点则是相同的：城市交通的重点是客运：早晚上下班时间是城市客运高峰；每个城市的客流形成都有自身的规律；城市客运量大小与各该城市的总体规划和布局有直接关系。2城市交通系缌281我们通常把以城市道路交通为主体的城市交通作为城市复杂大系统中的一硕士学位论文第二章相关概念及理论基础个重要子系统来研究。城市交通系统体现了城市生产、生活的动态功能关系。城市交通系统是由城市道路系统(交通行为的通道)、城市运输系统(交通行为的运作)和城市交通管理系统(交通行为的控制)组成。城市道路系统是为城市运输系统完成交通行为而服务的，而城市交通管理系统则是整个城市交通系统正常、高效运转的保证。城市交通是以城市道路为主要通道，城市中除了城市道路以外还有一些运输通道，如城市轨道交通等客运系统专用通道，它们是需要通过站点设施才能与城市道路系统相联系的，从建设行为角度可归入到运输系统中。城市交通系统是城市社会经济与物质结构的基本组成部分。城市交通系统能把城市分散的生产、生活活动连接起来，在组织生产、安排生活、提高客货流有效运转以及促进经济发展等方面都起着十分重要的作用。城市的规模大小、布局结构，甚至生活方式都需要一个交通系统来支撑。例如，纽约曼哈顿的繁华有赖于其发达的城市地铁和公交系统；洛杉矶的分散布局是与它密集的高速公路网相联系的；伦敦的生活方式则取决于它在19世纪时形成的地铁网；巴黎的历史文化环境之所以没有受到现代机动化交通的过大冲击，是因为它有发达的地铁网和公交网；而中国城市形态呈同心圆式发展是与普遍采用自行车和地面公交车作为客运交通工具相关的。212城市交通结构城市客运交通结构是城市客运交通系统的最本质特征。城市客运交通结构是指城市中某一时期在完成全市客运量中各种交通方式分担的比例，通称居民出行方式结构，亦简称客运结构【2引。根据居民出行的自发意愿，城市客运交通方式大致可分为：步行交通、自行车、摩托车、小汽车交通以及使用公共交通工具(包括常规地面公共交通、大中运量轨道交通、出租车交通等)的公共交通。城市客运交通系统的组成如图21所示。每个城市依据其主导交通方式以及它与辅助交通方式的客运分担关系，形成各自独特的客运交通结构模式。城市客运交通方式结构概括起来主要有两大类281：(1)一类是以欧美、日本等发达国家为代表的以机动化交通为主体的交通结构。其中根据小汽车和公共交通在城市交通中的地位和作用，又可以划分为“小汽车交通为主体，公共交通辅助和“公共交通为主体，小汽车交通主导”的交通模式；(2)一类是以我国绝大多数城市为代表的以非机动化交通为主体、步行和自行硕士学位论文第二章相关概念及理论基础车交通占较大比重、多种交通方式并存的交通结构。城市交通结构是出行者对交通方式自由选择的结果，是由客运交通方式的特征、出行者自身的特征和客运交通政策共同决定的291。213城市轨道交通图21城市客运交通系统构成城市轨道交通作为大运量、快速公共交通工具进入城市，它主要是以服务城市内的居民出行为主，出行目的包括上班、上学等；出行距离较短，平均站间距离lkm左右；采用公交化运输，并根据客流分时特点，有明显的高峰时段；列车的运行速度较低，最高速度基本在80kmh左右。城市轨道交通具有节能、环保、大运量、省地、安全等特点，属于绿色环保交通体系，特别适用于特大和大中城市130。城市轨道交通可按照用途分类，各主要分类的定义及特点如下表22所示。城市轨道交通工具是城市化发展到一定阶段的产物，是在地面交通工具已经无法满足不断增长的城市人口的需求情况下，寻求地下空间缓解交通压力。同时，城市轨道交通作为一项先进的科学技术，项目建设规模大，投入资金较多。因此，目前已有地铁城市都具有人口数目大、年财政收入较多的特点。国家有关部门已经规定，地方财政一般预算收入在100亿元以上，国内生产总值达到1000亿元以上，城区人口在300万以上可以建设城市轨道交通。由于城市轨道交通作为交通工具具备运量大、高效、准时等特点，城市轨道交通的建成将会带来三个较明显的效应：时间换空间效应、交通舒缓效应、人流硕士学位论文第二章相关概念及理论基础聚集效应。表22城市轨道交通按照用途分类分类定义城市铁路市郊铁路地下铁道轻轨交通凡是为城市交通服务的所有形式的轨道交通都可看作城市铁路。这里特指作为干线铁路中的铁路枢纽，利用现有的运输资源，能在市区内开行的公交化(站距短、停站多、密度大)的旅客列车线路。利用干线铁路或修建专用线路，开行于城市中心区到卫星城、卫星城到卫星城问(站距较大、停车次数较少、行车密度不太大)的旅客列车，叫做市郊铁路。它主要用于通勤、通学、旅游、赶集等加强城郊联系的社会、经济活动。地下铁道泛指建在地下的干线铁路。但是作为城市轨道交通，只有具有一定规模运量、按运行图行车、运行于地下的旅客列车，才叫做地下铁道。由于地下铁道一般建在城市里，加上具体线路的建设条件不同，它的延长线或部分线路，甚至整条线路可能建在地面或高架，也统称为地下铁道。它是一种中运量快速轨道交通运输系统。它可以运行在地下，也可以建成高架轨道形式，也可在地面运行，它是由现代有轨电车发展起来的，既可在技术上自成体系，也可采用地铁技术制式，几乎与地铁难以辨别。但从宏观上说，轻轨交通最主要特征是其运量规模比地铁小，其单向高峰小时断面流量在10000人-30000人。因此，有人把凡是高峰小时断面流量在这个范围的其他形式轨道交通如单轨交通、新交通系统、直线电机驱动的城轨车辆交通等都称之为轻轨交通。1时间换空间效应时间换空间的概念，即许多事物的价值判断原本是以空间距离来衡量的，现在就开始变成以时间长短来衡量。具体来说就是：一般来说，房地产的价值是随着与市中心的距离越来越远而价值递减，这也就是所谓的一类地块、二类地块的划分，但城市轨道交通建成后情况将会改变，变成以时间为考量单位，比如A楼盘位于市中心一类地块，但从A楼盘出发到市中心步行需要25分钟，而另一个B楼盘位于市郊的城市轨道交通站出口边，坐城市轨道交通到市中心的城市轨道交通出口需要20分钟，如果没有城市轨道交通，两个楼盘的价格可能相差较大，如果有了城市轨道交通，两个楼盘的价格很可能非常接近，甚至会出现B楼盘价格高于A楼盘的情况。因此，城市轨道交通建成后受益最大的是将是距离市中心较远的郊区。在城市轨道交通建成后，郊区至市中心的时间缩短，市区的空间优势变弱，而郊区相对健康的环境将使一部分居民选择到郊区居住。2交通舒缓效应由于城市轨道交通具备强大的客运能力，因此能够较大的缓解地面的交通压硕士学位论文第二章相关概念及理论基础力。特别是对于交通相对拥挤的中心地区及客运中转站。3人流聚集效应城市轨道交通作为未来城市主要的交通工具，客运能力强，城市轨道交通站口将会形成大量人流，这就形成了商业发展的基础。在吸纳了较大的人流量的情况下，再配合区域自身的商业状况，很可能形成新的、具有较大影响力的商业中心。214土地利用1土地利用与城市土地利用土地利用是人类根据土地的自然特点，按一定的经济、社会目的，采取一系列生物、技术手段，对土地进行长期性或周期性的经营管理和治理改造。一个国家国民经济各部门的生产建设都要落实到土地上，土地利用的广度、深度和合理程度是它的生产规模、水平和特点的集中反映。城市土地利用指城市中工业、交通、商业、文化、教育、卫生、住宅和公园绿地等建设用地的状况，反映城市布局的基本形态和城市内功能区的地域差异。城市土地在未经开发建设之前只具有自然属性，包括土地的肥沃程度、坡度大小、坡向、土地承压力和透水性等。开发建设提高了土地的使用价值，土地的经济属性在很大程度上决定城市的土地利用。一般说来，地价是随着离市中心距离的增加而降低，市中心区土地价格高，导致建筑物向高密度和高层发展，而城市外围地区地价较低，建筑物密度和高度也较低。但实际的城市土地利用除考虑地价因素外，政府还要根据环境质量、生活需要和发展方向做出规划，从而产生相应的城市地域结构和用地结构。根据我国1991年颁布的国家标准城市用地分类与规划建设用地标准(GBJl3790)，可将城市用地分为10大类：C一公共设施用地、G绿地、R居住用地、U市政公用设施用地、M一工业用地、S道路广场用地、W二仓储用地、T-对外交通用地、E水域和其他用地、P特殊用地【311。表征城市土地利用的概念主要包括城市土地利用形态、土地利用结构、土地价格、土地混合利用程度、容积率和人口密度等【311。其中，这些概念的定义如下表23所示。硕士学位论文第二章相关概念及理论基础表23表征城市土地利用的相关概念相关概念定义土地利用结构土地利用形态土地混合利用土地价格人口密度容积率土地利用结构是指某一地区各种类型土地面积的比例构成。土地利用形态则是指土地利用结构在时空上的布局形式。土地混合利用是指某一地区具有多种性质的土地利用。土地价格是指土地价值(有时用房产价值代替)的货币表现。人口密度是指单位面积的人口数，它是土地利用强度的重要表征指标。容积率是指一定地块内总建筑面积与建筑用地面积的比值，它亦是土地利用强度的重要表征指标。2城市土地利用功能分区功能分区是用来描述城市构成状态的概念，指向的是城市某个部分的功能性质。城市土地利用存在明显的功能分区，我们按照产业结构将其分类，主要可分为居住区、工业区和商业区三大类，其中，每个功能区都有着不同的功能形态，利用着不同的城市土地区位，占有着相对固定的空间位置【321。三大功能区的特点如下表24所示。13硕士学位论文第二章相关概念及理论基础表2_4城市用地功能分区功能分区分类特点中心商业区一般位于城市的中心，是全市交通和通讯网络系统的枢纽，对城市经济和正常运转起着重要作用。中心商业区不但交通方中心商业区便，而且商业和服务业网点集中，市政基础设施完善，是城市经济活动最为集中和繁忙的地方。商业区地区商业区的影响和规模次于中心商业区，主要为大城市某一个行地区商业区政区或经济区服务。在地区商业区中，交通和通讯便利，商业和服务网点集中，为地区发展提供各种商业服务。在城市中还有一些商业零售点散布于全市各地。一般是为了方便居商业零售点民购买日常消费品，多沿交通线路两侧布置，并不集中分布在一个地区内。重工业区一般规模大，占地面积也大，因为对环境有污染，与其它功能区矛盾较突出。重工业是生产资料的产业，与城市居民生活没重工业区有必然的联系，应该布置在远离城市市区，位于城郊地势平坦的地方，降低污染程度。工业区轻工业区占地面积小，以生产消费为主，与居民生活有较密切的联系。这类产业在布局上应靠近市场。由于轻工制造业集聚经济效益轻工业区的作用，以及相对于商业服务业较弱的市场竞争能力，轻工业区一般在商业区外围，或城市某个特定的区域集中布置，以取得内外方便的交通联系，但也可根据人口的分布合理定位。居住区作为城市居民生活的空间，分布广泛，是城市中面积最大的用地类型。居住区是居民休息和生活的场所，应该有便捷的交通网络、完备的生活与服务设施，远离重工业区，与轻工业区也有一定界线。从城市发展趋势看，随着城市交通运输的发展，城市居住区应在市郊接合部布局。这是由于区位特征不同，市郊接合部的土地居住区居住区所能创造的经济效益与中心城区的士地相比要低得多，因此市郊按合部得土地租金比较低，相应的房屋住宅价格也较便宜，这对一般城市居民有较强的吸引力。但这必须以便利的交通运输条件为前提，否则过高的购物或上下班的旅途成本将使居民不得不挤在中心城区。城市道路交通用地、园其它用地林绿化用是对上述三个功能用地的补充，且大多数广泛分布在三大主要功能地、教育卫区中。生用地等215地理信息系统概述1GIS简介地理信息系统(GIS，GeographicalInationSystem)是一种决策支持系14-硕士学位论文第二章相关概念及理论基础统，它具有信息系统的各种特点；地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分；在地理信息系统中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个部分组成【331。GIS是一种在计算机