基于条件约束下的L系统城市道路网生成研究

摘要

城市道路网是构成城市用地布局的基本骨架，担负着交通等多种功能，对城市的建设和发展有着长远的影响。将计算机技术和城市规划相结合，是研究的热点问题之一。城市环境建模是计算机技术与城市规划相结合的产物，其中的一个重要内容，就是城市道路网的自动生成。由于效率高、成本低的优势，城市道路网自动生成的研究受到了众多学者的青睐，目前大体上分为两类:借助空间信息技术，提取城市道路网信息，在计算机上进行重现，以及通过计算机图形学的知识，生成虚拟的城市道路网。本文中，以借助计算机图形学知识，结合规划规则，生成虚拟的平面城市道路网作为主要研究内容。 以往的大部分研究中，在生成城市道路网时更多考虑的是外部环境对道路生长的约束，对生成结果的评价主要是从道路的几何形态上进行，缺乏对用地规划和道路规划指标的考虑。本研究将道路网规划和用地规划相结合，借助L系统生成城市基础道路网。研究中，从城市用地功能分区出发，以居住区、商业区和工业区为主，将L系统与道路形态、规划指标相结合，根据各功能区道路网特点，通过边界约束，绿地、河流等外部环境及道路间距指标约束，控制城市道路的生成，并对结果进行优化。最后，采用道路网密度指标，对生成结果进行评价。根据实验中生成的城市基础道路网各分区支路网密度，与推荐值相比，居住区支路网密度在推荐值范围以内，商业区部分支路网密度比推荐值略高，工业区支路网密度在推荐值以内。总体上来看，生成的城市基础道路网基本满足规划中的要求。 本研究生成城市基础道路网，不是为了重现现实城市中的道路网，而是将其作为相关交叉学科的一个初步探讨，以期能从一个新的视角，为传统道路规划设计提供参考。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1研究背景及意义

1．1．1研究背景

1．1．2研究意义

1．2国内外研究进展

1．2．1国外研究进展

1．2．2国内研究进展

1．3论文研究内容及组织结构

1．3．1研究内容

1．3．2组织结构

2理论基础

2．1 L系统

2．1．1上下文无关L系统

2．1．2上下文相关L系统

2．1．3随机L系统

2．1．4参数L系统

2．2城市用地功能分区

2．3城市道路网结构形式

2．3．1城市道路分级

2．3．2城市道路网结构

2．3．3道路网规划技术指标

3局部区域的城市道路网生成研究

3．1 L系统与规划规则研究

3．1．1 L系统与道路形态

3．1．2 L系统与规划指标

3．2 L系统的扩展

3．3分区道路网的生成

3．3．1居住区的道路网生成

3．3．2商业区的道路网生成

3．3．3工业区的道路网生成

3．4小结

4全局城市道路网的生成及优化

4．1全局城市道路网的生成

4．1．1城市用地功能分区布局

4．1．2生成规则

4．1．3生成结果

4．2基于环境约束的外部优化

4．2．1优化原则

4．2．2优化思路

4．2．3优化结果

4．3基于道路网的内部优化

4．3．1优化原则

4．3．2优化思路

4．3．3优化结果

4．4小结

5实验结果与评价

5．1城市基础道路网的生成

5．2实验结果评价

6总结与展望

6．1总结

6．2展望

参考文献

附录

致谢