[发明专利]一种道路可达性最佳的城市建设用地自动布局方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种道路可达性最佳的城市建设用地自动布局方法，具体是一种基于随机分配模型的道路可达性最佳的城市建设用地自动布局方法。

背景技术

城市建设用地的布局是城市规划建设实践的重要环节，也是城市土地管理的重要技术手段，长期以来，人们对城市建设用地的布局技术进行了大量的实践总结。

早在1930年代，奈利（Reilly)就曾根据牛顿万有引力定律进行各城市建设用地对周围地区人口、贸易吸引量范围的相关性研究，认为它和城市人口规模和城市的交通可达性成正比。这项研究结果和美国所有大城市的实际非常接近。它开了城市空间模型的先河。然而以此理论进行城市建设用地布局，需要处理大量的数据。所以，直到50年代中期。随着计算机技术的发展才得到初步发展，首先是应用于各城市交通规划，其中最著名的就是引力模型（Gravity Model)，又称空间互感模型(Special interaction Model)，在波士顿、巴尔的摩、匹兹堡、旧金山等地，这一模型被普遍应用。但由于当时计算机性能所限，运算模型太大、费用太高而逐步被放弃。

在目前的以提升交通可达性为导向的城市建设用地布局工程实践中，常用的技术方法为：

1．T0PAZ模型

在城市建设用地的规划布局实践中，TOPAZ模型用来评价各地块的可能用途及交通选择，以获得最优的城市土地利用模式。TOPAZ模型把城市看为一个系统、一个整体、合理地选取各元素或各组成部分，其各部分间相互影响与相互作用可使系统有较好的交通可达性。十几年来，TOPAZ模型已在一些国家得到应用，如德黑兰和墨尔本的发展规划研究。根据预测，到2000年，墨尔本人口将从240万增加到450万人，该市南临菲利浦海湾，共有8个可能发展方向，根据模式研究，认为应首先向东面发展，然后向北拓展。

2．LUTO模型

在城市建设用地的规划布局实践中，LUTO模型假设城市建设用地布局问题是一个按一定的目标要求，在城市建设用地供给与交通需求之间不断调整的过程，包括：

1）估计各种交通需求；

2）假设可选择城市建设用地布局方案；

3）选择最好的建设途径使方案满足需求。

T0PAZ模型还是LUTO模型，其不足在于其解决城市建设用地的规划布局问题的常用方法是列出几个可行的方案，分析各方案，以便从中选出一个合适的方案，然而，由于城市问题的复杂性，要列出所有可行方案并进行分析，几乎是不可能的。

总结：可以看出，既有的城市建设用地的规划布局技术，不管是奈利理论、T0PAZ模型还是LUTO模型，在城市建设用地的规划布局过程中，都存在以下问题：①技术操作以定性为主：依靠规划师的个人经验对少数几种布局形态进行评价分析，因而无法对所有可能的布局形式进行充分全面的分析，②技术结果随意性大：这种依托人脑的智力活动，在判断的合理性和准确性上存在局限，其规划的结果往往不能称为规划布局的最优方案，③工作效率低下：规划技术过程繁琐，在方案比较中需要进行大量重复性的工作，耗时漫长，效率低下。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种针对城市建设工程实践中城市空间布局中利用人脑智力活动进行决策所存在的主观性、随机性的不足，提供一种道路可达性最佳的城市建设用地自动布局方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种道路可达性最佳的城市建设用地自动布局方法，包括以下步骤：

1)通过高分辨率扫描仪，将包含城市市区范围数据的遥感图像或航拍图像输入工作站，在工作站中将所述图像进行栅格化处理，转化为土地利用图斑；

2）以所述步骤1）的城市土地利用图斑为数据处理单元，在工作站中建立城市建设用地随机分配模型，该随机分配模型自动对土地利用图斑进行随机赋值操作，通过穷举，组合生成城市建设用地所有可能的布局方案，并保存；

3）通过高分辨率扫描仪，将包含城市道路数据的遥感图像或航拍图像输入工作站，以道路路网密度作为检测城市布局形态交通可达性的评价指标，自动对步骤2）生成的所有建设用地布局形态的道路密度进行计算，并对道路密度最高的布局方案进行标记；

4）在工作站中将标记的路网密度最高的城市建设用地布局形态保存为道路可达性最佳的城市建设用地布局方案，并通过绘图设备输出为工程图纸。

进一步的，所述步骤1）包括：