（人文地理学专业论文）武汉市道路交通网络特征分析.pdf

摘要 城市空间形态是城市这一复杂巨系统的重要组成部分之一，而城市道路交通 网络则是城市空问形态中最重要的一类形态要素。城市道路交通网络作为城市化 和城市体系形成及发展的物质基础和支持系统，是城市与区域之间物质流、能量 流和信息流的主要通道。在某种意义上，可将城市道路交通网络视为城市系统的 。骨骼”，而人流、车流等则为充盈在城市系统中的“血液”。随着城市化、郊区 化和城乡区域一体化进程的加快，城市道路交通网络进一步拓展，其在城市社会 经济发展中扮演的角色和地位也日益重要。 武汉市地处湖北省东部，是华中地区的政治、经济、文化和金融中心，也是 中国的经济地理中心，道路交通网络四通八达，自古就有“九省通衢”的美誉。 同时武汉市被长江和汉江分为三，这种特殊的自然地理环境使得其道路交通 网络形态极具特色。研究武汉市的道路交通网络形态特征。对指导武汉市城市规 划工作，优化城市道路交通网络、推动城市健康有序的发展具有重要意义。 本文以g i s 平台为基础，综合运用多种分析方法，系统地探讨了武汉市道 路交通网络的空间形态特征。全文分为六个部分： 第一章：绪论。主要从城市地理学的角度，综合归纳了国内外学术界在以道 路交通网络为代表的城市形态领域的研究进展情况，同时确立了本文的基本研究 框架和研究范围。 第二章：武汉市道路交通网络的演化历程和发展模式。结合相关文献，以 1 9 4 9 年为界，将武汉市道路交通网络的演化历程分为两个阶段。1 9 4 9 年之前， 武汉市道路交通网络处于初步发展阶段，其中明清时期开始萌芽，清代汉口开埠 以后略有发展：1 9 4 9 年以后，武汉市道路交通网络规模不断扩大，结构不断完 善，步入快速发展的轨道。其演变发展模式可以归纳为单核极化一多核相持一多 核轴带引导一多核网络四个阶段。 第三章：武汉市道路交通网络的分形特征分析。运用长度一半径分形维数， 分别以不同的测算中心考察了武汉市道路交通网络的分形特征，结果表明，武汉 市道路交通网络表现出明显的分形特征，其中，汉口的分形维数最低，武昌次之。 汉阳最高，即汉口交通网络密度和复杂度由测算中向周边下降的最快，武昌次之， 汉阳最慢。 第四章：武汉市道路交通网络的通达性分析。考察武汉市道路交通网络的网 络特征，结果表明其网络发育已经比较成熟，网络规模较大，复杂性程度高，延 展性较好，但网络成环水平和有效性水平都较低，成环的潜力仍比较大。从空间 距离、时间距离和拓扑连接关系三个尺度测算了武汉市干道交通网络主要节点的 通达性水平，结果表明，空间距离和时间距离通达性格局特征基本一致，即以新 华路和汉正街及其周边地区为中心，向周边地区呈圈层式递减的分布；而基于拓 扑连接关系的通达性格局表现为以汉阳大道向东经过长江一桥至首义后沿江北 上直至杨园为“山脊”，往东南、西北方向呈圈层式递减的特征。 第五章：基于空间句法的武汉市道路交通网络特征分析。运用空间句法分析 方法，考察了武汉市道路交通网络轴线模型的连接值、控制值、深度值、集成度、 智能值等形态分析变量，结果表明：武汉市道路交通网络轴线模型的连接值和控 制值水平都比较低，网络中没有绝对控制意义的道路；全局深度值的空问格局表 现为边缘区域值较高，中心区域值比较低；而局部深度值则正好与之相反：连通 值、控制值、局部深度值、集成度等变量的空问分布均表现为以内环线为中心， 内环线以内成环形分布，内环线以外则呈放射状扩展的空间形态特征。在智能值 方面，汉口和汉阳两个局部网络的智能值要高于整个武汉市道路交通网络的平均 水平，而武昌相对较低，即个体通过对汉阳和汉口两个局部系统空间连通性的把 握来进一步获得武汉市整体交通网络系统空问可达性信息的可能性比武昌要大。 第六章：结论与讨论。对全文进行总结，并探讨了本文中的不足之处，指出 今后进一步研究的方向。 关键词：武汉市；道路交通网络；演化模式；长度一半径分形维数；网络特征； 通达性；空间句法；形态特征 i i a b s t r a c t u r b 觚s p m i a lm o r p h o l o g yi s 矾e s s e n l i a lc o m p o n e n to f t h ew h o l ec i t yw h i c hi sa c o m p l e xg i a n ts y s t e m b e i n go f l eo ft h em o s ti m p o r t a n tm o r p h o l o g i c a le l e m e n t so f u r b a ns p a t i a lm o r p h o l o g y , u r b 柚r o a dt r a 币cn e t w o r ki sa c t e da st h em a t e r i a lb a s i sa n d s u p p o r ts y s t e md u r i n gt h ef o r m a t i o na n de v o l u t i o np r o c e s so fu r b a n i z a t i o na n du r b a n s v s t e m ；a l s o i ti st h em a i n i n t e r a c t i o nc h a n n e if o rm a t e r i a if l o w , e n e r g yf l o wa n d m f o r m a t i o nf l o we t c o f c i t ya n do t h e ra r e a s i nas e n s e w ec a nr e g a r dt h eu r b a nr o a d t r a f f i cn e t w o r ka st h e s k e l e t o n o ft h eu r b a ns y s t e m , a n dt h ep e d e s t r i a nf l o wa n d v e h i c u l a rf l o wa st h e “b l o o d ”f i l l i n ga n dm o v i n gi nt h es y s t e m ；m o r e o v e r , w i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n to fu r b a n i z a t i o n s u b u r b a n i z a t i o na n dr e g i o n a li n t e g r a t i o na n dt h e f u r t h e re v o l u t i o no fr o a dt r a n s p o r t a t i o n ，t h eu r b a nr o a dt r a f f i cn e t w o r kh a sp l a y e da m o r ea n dm o i ei m p o r t a n tr o l ei nt h eu r b a ns o c i a la n de c o n o m i cd e v e l o p m e m l o c a t e di nt h ee a s tp a no fh u b c ip r o v i n c e ，w h b a nc i t yi sn o to n l yt h ep o l i t i c a l ， e c o n o m i c c u l t u r a ia n df i n a n c i a lc e n i r eo fc e n t r a lc h i n ar e g i o n , b u ta l s oi st h e e c o n o m i cg e o g r a p h i c a lc e n t r eo fc h i n aa si ti st h eb i g g e s tw a t e r , i a n da n da i r t r a n s p o r t a t i o nh u bi ni n l a n dc m a na n di ti sl o n gb e e nw e l ik n o w n 豁a t h o r o u g h f a r e t on i n ep r o v i n c e s ”f r o mt h ev i e wo fi t ss p a t i a ls t r u c t u r e t h ew h o l ew u h a nc i “i s d i v i d e di n t ot h r e ep a r t sb yc h a n g j i a n gr i v e r ( a l s oc a l l e dt h ey a n g t z er i v e r ) a n d h a n j i a n gr i v e r s u c hs p e c i a lp h y s i c a lg e o g r a p h i c a l e n v i r o n m e n te n a b l e st h e m o r p h o l o g yo fi t sr o a dt r a f f i cn e t w o r kt ob ef u l lo fd i s t i n g u i s h i n gf e a t u r e s i naw o r d , s t u d y i n gt h em o r p h o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fr o a dt r a 币cn e t w o r ko fw u h a nc i t yi so f g r e a ts i g n i f i c a n c et og u i d ei t su r b a np l a n n i n g , o p t i m i z ei t su r b a nt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m a n dp r o m o t ei t sf i t t u r eh e a l t h ya n do r d e r l yd e v e l o p m e n t b a s e do ng i sp l a t f o r m ，t h i s p a p e rs y s t e m a t i c a l l y d i s c u s s e st h es p a t i a l m o r p h o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h er o a dt r a f f i cn e t w o r ko fw u h a nc i t yb yu s i n g m u l t i p l ea n a l y s i sm e t h o d si n t e g r a t i v e l y t h ew h o l ep a p e ri so r g a n i z e da sf o l l o w s ： c h a p t e rl ：p r e f a c e i nt h i sp a r t , t h er e s e a r c hp r o g r e s so nt h e a r e ao fu r b a r l m o r p h o l o g yr e p r e s e n t e db yt h er o a dt r a f f i cn e t w o r ki si n t r o d u c e df r o mt h ea s p e c to f u r b a ng e o g r a p h y ；b a s i n go ni t , w ed e f i n et h er e s e a r c hr a n g ea n dg i v eo u tt h er e s e a r c h t h o u g h ta n dm e t h o d s c h a p t e r2 ：n 忙e v o l u t i o np r o c e s sa n dd e v e l o p m e n tp a t l e r no ft h er o a dt r a 币c n c t w o r ko fw u h a nc i t y c o m b i n e dw i t hc o m p a r a t i v e l yr e f e r e n c e s w ed e f i n et h e w h o l ee v o l u t i o np r o c e s so ft h er o a dt r a f l i cn e t w o r ka s2p e r i o d s ：t h ef i r s tp e r i o di s b c f o r el9 4 9 w h i c hc a nb ed e s c r i b e da sp r i m a id e v e l o p m e n tp e r i o d ；t l l eo t h e rp e r i o di s n a m e da sr a p i dd e v e l o p m e n tp e r i o d t h i sp e r i o ds t a r t sa f t e rl9 4 9 i nt h i sp e r i o d 。t h e s i z eo f r o a d 仃a f f i cn e t w o r kk e e p se x t e n d i n ga n di t ss t r u c t u r ek e e p si m p r o v i n g c h a p t e r3 ：t h ef r a c t a lc h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i so nt h er o a dt r a f f i cn e t w o r ko f w u h a nc i t y ，b ym e a s u r i n gt h el e n g t h - - r a d i u sf r a c t a ld i m e n s i o ni n d e x , w ei n v e s t i g a t e t h ef r a c t a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h er o a dt r a f f i cn e t w o r ko fw u h a nc i t yw i t hd i f f e r e n t c o m p u t i n gc e n t r e w ef i n do u tt h a t ：t h ef r a c t a lc h a r a c t e r i s t i c sa l ev e r ys i g n i f i c a n tf o r 1 1 1 t h er o a dt r a f f i cn e t w o r ko fw u h a nc i t y , a sf o ri t sd i f f e r e n td i s t r i c t s ，t h ef r a o a l d i m e n s i o no fh a n k o ud i s t r i c ti sl o w e s t , t h e nw u c h a n gd i s t r i c t , h a n y a n gd i s t r i c ti s h i g l e s t t h a ti st os a y , h a n k o ud i s t r i c th a st h ef a s t e s td e s c e n ts p e e do ft h et r a f f i c n e t w o r kd e n s i t ya n dc o m p l e x i t yf r o mt h ec o m p u t i n gc e n t e rt oi t ss u r r o u n d i n ga r e a , t h e nw u c h a n gd i s t r i c t , h a n y a nd i s t r i c ti sl o w e s t c h a p t e r4 ：t h ea c c e s s i b i l i t yo ft h em a d 订a 伍cn e t w o r ki nw u h a nc i t y i nt h i s p a r t , w es u r v e yt h en e t w o r kc h a r a c t e r i s t i c so f t h e 由a dt r a f f i cn e t w o r ki nw i b a nc i t y a n df i n do u tt h a ti bn e t w o r kd e v e l o p m e n ti sc o m p a r a t i v e l ym a t u r ew i t hai a r g es i z e , h i g hc o m p l e x i t ya n dg o o de x 伦n s i t y a l t h o u 曲b o t ht h er i n gf o r m a t i o nl e v e la n d v a l i d i t yl e v e lo f t h i sn e t w o r ki sc o m p a r a t i v e l yl o w , t h e r ei sg r e a tp o t e n t i a lf o rt h er i n g f o r m a t i o no f t h en e t w o r k w ea l s oi n v e s t i g a t et h ea c c e s s i b i l i t yo f t h em a j o rv e r t i c e si n t h em a i nt r a f f i ca r t e r yf l c t w o r l 【f r o mt l l ea s p e c t so fs p a t i a ld i s t a n c e t e m p o r a ld i s t a n c e a n dt o p o l o g i c a lr e l a t i o n s h i p s 。a n df i n do u tt h a tt h es p a t i a ld i s t a n c ea c c e s s i b i l i t y p a t t e r nj sa l m o s ti na c c o r d a n c ew i t ht h et e m p o r a id i s t a n c ea c c e s s i b i l i t yp a t t e r n o ri n o t h e rw e r d s b e t hs p a t i a la n dt e m p o r a la c c e s s i b i l i t yd i s t r i b u t i o n sa r ec e n t e r e dj n x i n g h u ar o a da n dh a n z h e n gs t r e e ta n dt h e i rn e i g h b o r h o o d sw i t hai a y e r - c i r c u l a r d e c l i n ef o rt h e i rs u r r o u n d i n ga r e a s d i f r c r e n tf r o mt h et w oa c c o s s i b i l i t ym e a s u r e m e n t s m e n t i o n e da b o v e t h e a c c e s s i b i l i t yl a y o u tb a s e do nt o p o l o g i c a lr e l a t i o n s h i p j s d e m o n s t r a t e da sa ”r i d g e - - e a s t w a r da l o n gh a n y a n gr o a da c r o s s i n gc h a n g i i a n gf i r s t b r i d g et os h o u y it h e nn o r t h w a r da l o n gc h a n 口i a n gr i v e rt oy a n g y u a n ，w i t ha l a y e r - - c i r c u l a rd e c l i n ei nt h es o u t h e a s ta n dn o r t h w e s td i r e c t i o n c h a p t e r5 ：u s i n gs p a c es y n t a xt h e o r yt os t u d yt h ec h a r a c t e r i s t i c so fr o a dt r a 币c n e t w o r ki nw u h a nc i t y b ya p p l y i n gs p a c es y n t a xm e t h o d ，w es u c c e s s f u l l ym e a s u r e t h ec o n n e c t i v i t y , c o n t r o lv a l u e ，d e p t h ，i n t e g r a t i o nd e g r e ea n di n t e l l i g e n tv a l u eo ft h e a x i a im a dm o d e io ft h er o a d 仃a 简cn e t w o r ko fw u h a nc i t y i ti sf o e n do u tt h a t ：b o t h i t sc o n n e c t i v i t ya n dc o n t r o lv a l u ei sc o m p a r a t i v e l yi o w , w h i c hm e a n st h a tt h e r ei s n t a n yr o a dw h i c hc a na b s o l u t e l yc o n t r o lt h ew h o l er o a dt r a f f i cn e t w o r ki nw u b a nc i t y ： w h i l et h es p a t i a ld i s t r i b u t i o np a t t e r no ft h eg l o b a ld e p t hi s r e p r e 辩n t e da sa n m l a l w i t h j nt h ej f i n e rb e l t - w a yd i s t r i c ta st h ec e n t e r a sf o rt h ei n t e l l i g e n tv a l u e , t h el o c a l i n t e l l i g e n tv a l u eo f t h er o a dt r a f f i cf l e t w o r ko fh a n k o ua n dh a n y a n gd i s t r i c ti sh i g h e r t h a nt h ea v e r a g ei n t e l l i g e n tv a l u eo ft h ew h o l ew u h a nc i t y , f o rw u c h a n gd i s t r i c t , i t s i n t e l l i g e n tv a l u ei sc o m p a r a t i v e l yl o ww h i c hm e a n st h a ti fo n ew a n t st og e tt h e a c c e s s i b i l i t yi n f o r m a t i o no ft h ew h o l ew u h a nc i t yf r o mo n ed i s t r i c t , h a n y a n ga n d h a n k o ud i s t r i c ta r em o r ep o s s i b l et og i v et h i si n f o r m a t i o n c h a p 把r6 ：c o n c l u s i o na n dd i s c u s s i o n w ed r a wc o n c l u s i o n sa n dg i v eo u t l i m i t a t i o n sa n df u n h e rr e s e a r c h k e y w o r d s ：w u h a nc i t y ；r o a dt r a f f i cn e t w o r k ；l e n g t h - r a d i u sf r a c t a l ；d i m e n s i o n ； d e v e l o p m e n tp a t t e r n ；n e t w o r kc h a r a c t e r i s t i c s ；m o r p h o l o g i c a lf e a t u r e s ；a c c e s s i b i l i t y s p a c es y n t a x i v 图1 1 研究框架 图表清单 图1 - 2 武汉市道路交通网络图( 2 0 0 4 ) 。 图2 1 武汉市明清时期城市形态图 图2 - 2 武汉市清末城市形态图 图2 31 9 5 4 年武汉市城市总体规划示意图 图2 - 41 9 5 9 年武汉市城市总体规划示意图 l o 1 0 1 2 图2 51 9 8 8 年武汉市城市总体规划示意图。1 2 图2 - 61 9 9 6 年武汉市城市总体规划示意图 图2 - 7 武汉市道路交通网络密度格网图 图2 - 8 武汉市道路交通网络的演化模式 图3 1 交通网络与回转半径示意图 图3 2 武汉市交通网络、回转半径与缓冲区示意图 图3 3 武汉市交通网络双对数坐标图 图4 1 武汉市交通网络网络直径示意图 图牝汉口交通网络网络直径示意图 图4 3 汉阳交通网络网络直径示意图 图4 - 4 武昌交通网络网络直径示意图 1 5 2 4 2 4 图4 5 武汉市干道交通网络及节点示意图2 6 图4 6 武汉市干道交通网络通达性等值线图3 0 图4 - 7 武汉市干道交通网络通达性测算的累计频敏图3 l 图5 1 某小区空间分割示意图 图5 - 2 某小区轴线地图 图5 3 某小区连接图， 图5 - 4 武汉市交通网络轴线地图 图5 5 武汉市交通刚络轴线连接值和控制值统计图3 6 图5 - 6 武汉市交通网络轴线连接值图3 7 i 图5 - 7 武汉市交通网络轴线控制值图 图5 - 8 武汉市交通网络全局深度值图 图5 - 9 武汉市交通网络局部深度值图 图5 1 0 武汉市交通网络整体集成度图 图5 1l 武汉市交通网络的智能图 3 8 3 9 表2 1 武汉市中心城区现状路同等级结构指标与国家规范对照表1 3 表2 - 2 武汉市道路交通网络等级规模结构内部差异表。 表3 1 武汉市道路交通网络分形特征及比较 表4 1 武汉市道路交通网络的主要网络特征 表4 - 2 武汉市道路交通网络空间距离通达性矩阵 表4 - 3 武汉市道路交通网络时间距离通达性矩阵。 表4 4 武汉市道路交通网络拓扑连接关系通达性矩阵 表4 - 5 武汉市干道交通网络主要节点通达性 舢 ” ” 丝 湖北大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 论文作者等名：缉昀别扣一 日期：少哆年月日 学位论文使用授权说明 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位 论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以允许采用 影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文；在不以赢利为目的的 前提下，学校可以公开学位论文的部分或全部内容。( 保密论文在解密后遵 守此规定) 日期：砷多弘 日期： 第一章绪论 第一章绪论 1 1 背景与意义 “地理学领域的复杂性正被认知” t l ，其中城市形态结构及其复杂性规律正日益成 为城市地理学、城市规划学及人文地理学研究的重点和热点范畴。凯文林奇( k e v i n l y n c h ) 归纳了城市形态的五个要素：道路( p a t h s ) 、边沿( e d g e s ) 、区域( d i s t r i c t s ) 、 节点( n o d e s ) 和标志( l a n d m a r k s ) ，并指出道路是其中最重要的一类城市形态要素， 大多数人都是通过在城市的大街小巷，车行或步行过程中体验和感受城市形态的 2 1 。因 此，在某种意义上可将城市道路交通网络视为城市系统的“骨骼”，而人流、车流等 则为充盈在城市系统中的“血液”即城市形态结构依托于城市道路交通网络。 1 1 1 理论意义 城市道路交通网络作为城市化和城市体系形成及发展的物质基础和支持系统，是城 市与区域之间物质流、能量流和信息流的主要通道【3 】。城市化过程和道路交通网络的发 展与完善是一种空间上的互动过程【4 j 。当前学术界对城市地理的研究多集中于探讨城市 空间扩展过程与模式、城市内外部空间结构变迁等基本理论，而缺乏从地理学的角度对 城市内部道路交通网络的进行系统深入的研究。本文借助于g i s 技术，以武汉市为例， 着重从定量的角度归纳了道路交通网络的演化历程和发展模式、分析了武汉市道路交通 网络空问分布的分形特征、探讨了其通达性差异，研究了道路交通网络的空问形态特征， 在一定程度上丰富了城市道路交通网络的实证研究案例，也为相关的研究提供了理论借 鉴。同时本文介绍了一种新的城市道路交通网络形态研究方法，并将其应用于武汉市， 完善了城市道路交通网络研究的理论体系。 1 1 2 实践意义 随着城市化、郊区化和区域一体化进程的加快，政府对以道路交通网络为主要代表 的城市基础设施的投资日益增加，使得道路交通网络随着城市空间形态的蔓延而进一步 拓展其在城市社会经济发展中扮演的角色和地位也日益重要。 武汉市是华中地区传统的经济、政治和文化中心，区位优势明显，城市规模巨大， 对外自古即有“九省通衢”的美誉。然而，与沿海其他大中城市相比，武汉市正逐渐陷 湖北大学硕士学位论文 入“中部坍陷”的窘境，其城市建设和规划也显得日益落后。研究武汉市道路交通网络 形态特征，对指导武汉市的城市规划工作、进一步优化城市道路交通网络系统结构、拓 展城市道路交通网络的空间布局、推动城市健康有序的发展进而实现“中部崛起”的战 略目标具有重要得意义 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究进展 西欧工商业城市在1 9 世纪迅速兴起，机器大工业的生产形式使城市经济活动的社 会化和专业化向更广的范围发展从而直接影响城市区域及城市内形态格局的形成。国 外对城市空间形态的研究比较早，1 9 世纪初就已经开始萌芽。但在2 0 世纪7 0 年代以前， 其研究进展一直比较缓慢，经过7 0 8 0 年代的快速发展阶段，9 0 年代以后的丰富深化 阶段，近2 0 年来城市形态的研究领域不断拓展，研究成果不断丰富，尤其是在2 0 世纪 9 0 年代以后。 ( 一) 萌芽阶段( 1 9 世纪2 0 年代2 0 世纪初) 1 8 2 6 年，德国经济学家杜能( j h t h u n e n ) 在孤立国中提出“杜能圈模式”时， 已经意识到交通条件对区位和城市形态的重要意义，但限于当时的研究条件，只能通过 理论假设来对其进行约束四。1 8 4 1 年，德国地理学家科尔( j g k o h l ) 发表“人类交通 居住地与地形关系”一文，探讨了各种地形形态与交通线的关系，初步奠定了城市形态 研究的理论基础【6 】随后，空间形态的研究逐渐由聚落形态的静态描述深入到城市内部 的空间结构，提出了城市空间形态的三个主要分析要素：街道平面布局、建筑风格和土 地利用模式。1 8 8 2 年，西班牙学者索伊马塔( a r m r o s o f i a y m a t a ) 提出。带状城 市”( l i n e a r c i t y ) 的设想，认为城市应围绕一条较高流量、高速的交通干线作为脊椎进 行布局1 7 j 。这一设想虽过于理想化，但对城市空间形态模式的研究提供了一个明确的方 向。 ( 二) 停滞不前阶段( 2 0 世纪初2 0 世纪7 0 年代) 2 0 世纪2 0 年代起，美国芝加哥学派在城市内部形态结构上先后提出了同心圆学说 ( e w b u r g e s s ，1 9 2 3 ) 【”、扇形学说( h h o y t ，1 9 3 9 ) 1 9 、多核心学说( h a r r i sa n d u i i m a n ， 1 9 4 5 ) 等。在这些理论模式中，都或多或少的考虑到了城市交通对城市形态演变的重 要影响。 第一章绪论 与此同时，西欧地理学家在总结传统的区位理论时，逐渐深入了对交通区位条件的 研究1 9 0 9 年，德国经济学家韦伯( a w e b e r ) 出版了工业区位论：区位的纯理论 一书创立了工业区位论，其基本出发点即为网络分析中的常用的距离最近、成本最低 假设以此为基础来进行工业布局，从而影响城市的空间形态结构【l ”1 9 3 3 年，德国 地理学家克里斯塔勒( w c h r i s t a l l e r ) 在南德的中心地中提出了中心地理论，认为 中心地的空间分布形态，受市场因素、交通因素和行政因素的制约，形成不同的中心地 系统空间模型1 2 1 。1 9 5 9 年，美国著名的城市规划大师凯文啉奇( k e v i nl i y c h ) 在对美 国三个城市认知调查的基础上，通过进行文化、艺术、人类学和心理学等方面的分析， 归纳出人所感知城市形态的五个权威要素，即道路( p a t h s ) 、边沿( e d g e s ) 、区域 ( d i s t r i c t s ) 、节点( n o d e s ) 和标志( l a n d m a r k s ) ，并指出道路是最重要的城市形态要 素【2 】。 ( 三) 快速发展阶段( 2 0 世纪7 0 年代2 0 世纪8 0 年代) 在2 0 世纪6 0 年代地理学。计量革命”的背景下，本阶段城市空间形态的研究快速 发展，诞生了一大批优秀的数量分析方法和模型。 7 0 年代，随着分形理论的诞生，曼德尔布罗特( b m a n d e l b r o t ) 曾探讨过城市位序 规模分布的分数维性质【1 3 】。分形几何理论开始在城市空间形态研究中暂露头角。3 0 年 代，英国地理学家巴迪( m b a t t y ) 受分形海岸线问题的启示，与朗亲( p a l o n g l e y ) 分别测算了1 8 8 6 年、1 9 0 1 年和1 9 2 2 年英国加迪夫( c a s d i f ) 市边界的分维，借助分形 几何学研究了加迪夫市的边界、形状等【”】。 7 0 年代末至8 0 年代初，英国学者比尔希利尔( b h j l l j 盯) 及其领导的研究小组首 次提出了空间句法( s p a c es y n t a x ) 理论，这是一种建立在“图、底关系理论”、。联系 理论”和“社区分析”综合基础上的城市空问形态分析方法，是希利尔曾经进行“环境 范型”和。逻辑空间”研究的延续i l ”。空间句法是在城市和建筑两个层次上，用客观、 精确的描述方法，把社会可变因素和建筑实体严格地联系起来，并借助计算机进行模拟， 以此作为形态分析、城市设计的工具。比尔希利尔引入了3 个变量作为指标体系：一 是从特定空间观察的一维视线长度，称为“轴线”；二是城市空间中具有宽度的二维空 间，称为“凸空间”；三是三维的“深度格局”。比尔希利尔利用这一系列指标描述了 城市内部空间形态特征，并对不同城市的空问格局和形态结构进行对比分析。 8 0 年代初期，基于空间拓扑关系的图论分析方法被引入城市地理学领域。前苏联学 者莎拉科大提出的例络拓扑研究。是以城市道路交通嘲络体系作为研究对象，他认为， 湖北大学硕士学位论文 可以根据城市交通网络的形状和连接方式来判断城市的平面形态：城市的结构类型取决 于城市区域的形状、骨架和核心数。交通网络越复杂，城市结构也越复杂，城市交通网 络密度越高，城市结构变化就越迅速。 1 9 8 7 年，蒂波特( s t h i b a u i t ) 和马坎( a m a r c h a n d ) 在研究城市空间形态时采用 分形方法对法国里昂市( l y o n s ) 的公共交通路网、郊区铁路网乃至给捧水管网设施进 行了系统的测算，结果表明，道路等级数量职工) 与各等级的长度三之问具有双曲线函数 关系埘。 ( 四) 丰富深化阶段( 9 0 年代 ) 2 0 世纪9 0 年代以来，分形方法的实证研究成果进一步丰富，模型逐步得到修正和 完善：基于图论的城市街道网络拓扑分析开始得到普遍应用；空间句法理论及小世界网 络理论也有了较快的发展。 1 分形方法的深入探讨。1 9 9 1 年，本圭圭( l b c n g u i g u i ) 和m d a o u d 研究了巴黎 郊区的铁路系统，发现铁路网络显示枝状分形结构特征”7 l 。同一轱富兰克豪泽 ( e f t a n k h o u s c r ) 研究了德国斯图加特( s t u t t g a r t ) 郊区的铁路网络，发现以交通枢纽为 中心作回转半径，半径范围内的铁路网络长度三( ，) 与半径r 之间具有幂指数关系1 舯。 2 网络拓扑分析方法的不断完善。随着现代社会的发展和技术的进步，距离要素在 城市空间分析中的重要性逐渐减弱。基于图论的网络拓扑分析方法则得到广泛的重视。 主要表现在对网络空间格局特征、网络空间通达性等方面的研究。日本学者y m u r a y a m a 在1 9 9 4 年系统探讨了1 8 6 8 年1 9 9 0 年铁路对日本城市体系通达性的影响【。g j a v i e r 则对欧洲铁路网络的通达性变化进行过评价，认为各节点之间的铁路旅行时间和运输距 离的变化可引起彼此之间的相对距离改变，从而导致城市体系通达性的变化1 2 0 。 e b r u i n s m a 在归纳总结通达性定量方法的基础上，分析了欧洲城市体系的通达性【2 ” 3 空间句法方法的进一步拓展。2 0 世纪9 0 年代以来，空间句法方法得到了迅速的 发展，除了在伦敦、亚特兰大、海牙、曼彻斯特、威尼斯、东京等城市的交通网络特征 研究中得到了广泛的应用；空间句法在城市交通规划设计，城市犯罪、城市文化及社会 等级、城市土地利用状况、分析和预测城市系统中的行人流量、街道路灯布局等众多的 领域中也表现出了巨大的应用潜力”制。此外空间句法理论模型也不断得到完善，如 空间句法在城市形态领域的研究中对城市街道网络特征的表征方法研究，常用的方法有 轴线圈法( a x i a lm a p ) 、特征点法( c h a r a c t e r i s t i cm a p ) t 加、基于有名字的街道法( n a m e d 4 第一章绪论 m e e t ) 嗍。另外，城市街道网络拓扑建模时相关指标的选取和收集数据方法的改进也得 到了学术界的普遍重视 1 2 2 国内研究进展 国内对城市形态的研究，可以追溯到很久的以前。例如春秋战国时期的周礼考 工记中记载的“匠人营国，方九里，旁三门，国中九经九纬，经涂九轨，左祖右杜， 前朝后市，市朝一夫”的理论对我国后来的城市建设有很大影响。管仲在他的乘马 中对城市形态提出了。因天材，就地利，城郭不必中规矩，道路不必中准绳”的见解， 强调城市形态应充分结合地利条件，视城市的实际情况而定，不必强求形式上的规整。 这种突出城市的个性，