平面軸線圖，如圖5 所示。
[0126] 2)將分路段的平面軸線圖轉(zhuǎn)化為具有空間句法屬性的拓撲結(jié)構(gòu)圖。
[0127] 3)根據(jù)節(jié)點之間的關(guān)聯(lián)建立無權(quán)重鄰接矩陣，相鄰則為1，不相鄰節(jié)點及對角線 值設(shè)為〇,在最短路徑的MATLAB代碼中的鄰接矩陣W初始化時，需要首先通過find函數(shù)找 出鄰接矩陣中為〇的元素，即不相鄰節(jié)點或者節(jié)點自身，然后將其替換為inf，即認為不相 鄰節(jié)點的距離是無窮大，鄰接矩陣的建立如以下代碼和圖6所示。
[0128]
[0129]
[0130]
[0131]
[0132]
[0133] 4)米用Di jkstra算法生成最短路徑矩陣，調(diào)用計算最短路徑的MATLAB程序。
[0134] 5)分別計算每種情況的最短拓撲距離值，利用ArcGIS軟件將excel和平面軸線圖 進行連接，并導(dǎo)出地圖。
[0135] 6)分別計算每種情況的集成度值，結(jié)合空間句法變量指標(biāo)分析不同類型設(shè)施的選 址，主要通過分析備選節(jié)點（三個地段，分別是節(jié)點a、b和c如圖2~圖4所示）的集成度 值來選取最終的設(shè)施目標(biāo)區(qū)域。
[0136] 7)集成度計算結(jié)果與設(shè)施選址
[0137] 第一種組合集成度值：
[0138] I11= 1(a) =0· 3736
[0139] I12= I (b) = 0. 3344
[0140] I13= 1(c) =0· 2532
[0141] 第二種情況集成度值：
[0142] I21= I (a, b) = 12. 4937
[0143] I22= I (a, c) = 15. 9698
[0144] I23= I (b，c) = 14. 7780
[0145] 第三種情況集成度值：
[0146] I31= I (a, b) = 9. 7549
[0147] I32= I (a, c) = 6. 5571
[0148] I33= I (b，c) = 7· 4028
[0149] 上述三種情況隨著組合類型的不同，區(qū)位組合的優(yōu)劣立分，第一種情況選址a，第 二種情況選址（a，c)，第三種情況選址（a，b)。
[0150] 8)拓撲距離圖示化
[0151] 根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)，結(jié)合GIS生成多種情況下拓撲結(jié)構(gòu)。
[0152] 第一種情況為相互獨立設(shè)施的選址，如圖7a~7c所示（GIS圖中線條顏色越深， 表示達到目標(biāo)區(qū)位的拓撲距離越短，下面兩種情況同理），a、b、c三個選址中，節(jié)點a所涉 及的區(qū)域集成度最高，即其可達性最好，因此該位置規(guī)劃布局設(shè)施的可行性最大；
[0153] 第二種情況為兩兩相互替代型設(shè)施的選址，如圖8a~8c所示，由于a、c組合處在 城區(qū)路網(wǎng)的兩段，提供同質(zhì)服務(wù)的半徑覆蓋面較大，因此其區(qū)位組合相對另外兩種情況的 整體可達性較好；
[0154] 第三種情形為兩兩互補型設(shè)施的選址，如圖9a~9c所示，由于a與b相距較近， 同時在區(qū)域路網(wǎng)中靠近中心位置，導(dǎo)致其組合的最短路徑是最短的，所以其組合區(qū)位的空 間可達性最好。
[0155] 綜上所述，本發(fā)明方法引入空間句法作為算法的基礎(chǔ)，優(yōu)化了空間句法的規(guī)劃適 應(yīng)性，以空間句法優(yōu)化后的集成度作為選址量化標(biāo)準進行比較，與傳統(tǒng)城市設(shè)施的主觀選 址方法相比，提高了規(guī)劃選址的科學(xué)性。
[0156] 以上所述，僅為本發(fā)明專利優(yōu)選的實施例，但本發(fā)明專利的保護范圍并不局限于 此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明專利所公開的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明專利的技 術(shù)方案及其發(fā)明專利構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本發(fā)明專利的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于空間句法網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的輔助規(guī)劃選址方法，其特征在于：所述方法包括以下 步驟： 51、 在AutoCAD中導(dǎo)入目標(biāo)區(qū)域地圖，提取道路中線，對同一道路的中心進行改繪，將 實際路網(wǎng)轉(zhuǎn)換為平面軸線圖； 52、 按照道路相交的情況，將平面軸線圖中每條道路中線再次進行細分，即沿交叉口作 截段處理，形成首尾相接的路段體系； 53、 將平面軸線圖的路段體系轉(zhuǎn)化為具有空間句法屬性的拓撲結(jié)構(gòu)圖； 54、 采用Di jkstra算法遍歷拓撲結(jié)構(gòu)圖的所有節(jié)點，確定任意兩個節(jié)點之間的最短路 徑，生成最短路徑矩陣； 55、 設(shè)拓撲結(jié)構(gòu)圖中任意三個節(jié)點為a、b和c，判斷a、b和c的設(shè)施組合類型，如下： 第一種情況：若a、b和c的設(shè)施是相互獨立的設(shè)施，則根據(jù)最短路徑矩陣，采用 Dijkstra算法計算拓撲結(jié)構(gòu)圖其余各個節(jié)點到a、b和c的最短拓撲距離，再依次計算a、b 和c的集成度，選址集成度較高的節(jié)點的區(qū)位； 第二種情況：若a、b和c的設(shè)施是兩兩相互替代型設(shè)施，則生成兩兩組合（a，b)、（a、 c)和（b，c)，根據(jù)最短路徑矩陣，采用Dijkstra算法計算拓撲結(jié)構(gòu)圖其余各個節(jié)點到每個 組合中任一點的最短拓撲距離，每個組合中與其余各個節(jié)點的最短拓撲距離中取其小者作 為組合型最短拓撲距離，再通過組合型最短拓撲距離，計算每個組合的特征集成度，選址集 成度較高的組合的區(qū)位； 第三種情況：若a、b和c的設(shè)施是兩兩互補型設(shè)施，則生成兩兩組合（a，b)、（a、c)和 (b，c)，根據(jù)最短路徑矩陣，采用Dijkstra算法計算拓撲結(jié)構(gòu)圖其余各個節(jié)點同時經(jīng)過每 個組合中兩點的最短拓撲距離，每個組合中其余各個節(jié)點到組合節(jié)點的最短拓撲距離之和 作為組合型最短拓撲距離，再通過組合型最短拓撲距離，計算每個組合的特征集成度，選址 集成度較高的組合的區(qū)位。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間句法網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的輔助規(guī)劃選址方法，其特征在 于：步驟S3中，所述將平面軸線圖轉(zhuǎn)化為具有空間句法屬性的拓撲結(jié)構(gòu)圖，具體包括： 531、 根據(jù)空間句法的原理將平面軸線圖的邊等效為節(jié)點； 532、 將節(jié)點按順序編好號，記錄節(jié)點之間的關(guān)系，相鄰則為1，不相鄰節(jié)點及其自身關(guān) 系設(shè)為〇 ; 533、 根據(jù)節(jié)點之間的關(guān)聯(lián)，在Excel表格中建立鄰接矩陣，將建立的鄰接矩陣導(dǎo)入 MATLAB軟件中構(gòu)建拓撲圖。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于空間句法網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的輔助規(guī)劃選址方法，其特征在 于：步驟S33中，所述根據(jù)節(jié)點之間的關(guān)聯(lián)，在Excel表格中建立鄰接矩陣，將建立的鄰接矩 陣導(dǎo)入MATLAB軟件中構(gòu)建拓撲圖，具體為： 1) 打開Excel表格，根據(jù)節(jié)點間是否相鄰的關(guān)系輸入鄰接矩陣A，形成data, xls文件； 其中，鄰接矩陣A表示如下：2) 運行MATLAB軟件，啟動程序matlab. exe，找到顯示當(dāng)前路徑的窗口，通過文件夾的 選取或者命令行窗口輸入Cd命令設(shè)置程序包所在位置為當(dāng)前的路徑，即運行代碼所在位 置設(shè)定為程序運行時的工作目錄；其中，運行代碼與步驟1)形成的data. XlS文件保存在同 一個文件夾內(nèi)； 3) 通過在matlab命令行窗口中輸入W = xlsread( 'data.xls'）函數(shù)將步驟1)形成 的data, xls文件導(dǎo)入matlab中形成data, mat交聯(lián)數(shù)據(jù)文件； 4) 通過代碼包中另一個程序toponetplot，構(gòu)建拓撲結(jié)構(gòu)圖：在命令行窗口中輸入 toponetplot(W，1)〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間句法網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的輔助規(guī)劃選址方法，其特征在 于：步驟S4中，采用Dijkstra算法遍歷拓撲結(jié)構(gòu)圖的所有節(jié)點，確定任意兩個節(jié)點之間的 最短路徑，具體為： 從未標(biāo)記的點中不斷地找出距離源點距離最近的點，并將該點加入到標(biāo)記的點集合 中，同時更新未標(biāo)記的點集合中其余點到源點的最短估計距離，進而確定任意兩個節(jié)點之 間的最短路徑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間句法網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的輔助規(guī)劃選址方法，其特征在 于：所述方法還包括： S6、利用GIS將第一種情況、第二種情況和第三種情況的拓撲距離圖示化，以確定選 址。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于空間句法網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的輔助規(guī)劃選址方法，其特征在 于：步驟S6中，所述利用GIS將第一種情況、第二種情況和第三種情況的拓撲距離圖示化， 具體為： 1) 將平面軸線圖路段中的"厚度"屬性編輯為路段編號； 2) 利用ArcGIS軟件，導(dǎo)入平面軸線圖，屬性表中保留"thickness"字段； 3) 利用"thickness"字段與Excel中的"序號"字段進行連接，將拓撲距離屬性賦值到 各個路段上； 4) 調(diào)整在符號系統(tǒng)中選擇"數(shù)量-分級符號"，調(diào)整中斷值，導(dǎo)出地圖。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間句法網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的輔助規(guī)劃選址方法，其特征在 于：步驟S5中，所述集成度采用下式計算：其中，η表示節(jié)點總數(shù)，示節(jié)點i的平均路徑長度，即某個節(jié)點i到其它節(jié)點的 最短拓撲距離之和的平均值，如下：其中，Cl1,是第i個節(jié)點到第j個節(jié)點的最短拓撲距離。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于空間句法網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的輔助規(guī)劃選址方法，包括：在AutoCAD中導(dǎo)入目標(biāo)區(qū)域地圖，提取道路中線，將實際路網(wǎng)轉(zhuǎn)換為平面軸線圖；按照道路相交的情況，將平面軸線圖中每條道路中線沿交叉口作截段處理，形成首尾相接的路段體系；將平面軸線的路段體系轉(zhuǎn)化為具有空間句法屬性的拓撲結(jié)構(gòu)圖；采用Dijkstra算法遍歷拓撲結(jié)構(gòu)圖的所有節(jié)點，確定任意兩個節(jié)點之間的最短路徑，生成最短路徑矩陣；判斷拓撲結(jié)構(gòu)圖中任意三個節(jié)點的設(shè)施組合類型，根據(jù)行為需求以最短路徑確定設(shè)施的合理選址。本發(fā)明方法引入空間句法作為算法的基礎(chǔ)，優(yōu)化了空間句法的規(guī)劃適應(yīng)性，以空間句法優(yōu)化后的集成度作為選址量化標(biāo)準進行比較，提高了規(guī)劃選址的科學(xué)性。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105160089
【申請?zhí)枴緾N201510532064
【發(fā)明人】趙渺希, 宋立新, 江波, 黃俊浩, 張平成
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月26日