用于评估用地布局与路网协同性的评估方法与流程

1.本发明具体涉及一种用于评估用地布局与路网协同性的评估方法。


背景技术：

2.人们出行总希望“少走弯路”，其实际表达的人们在通常情况下期望出行距离与直线到达的距离相比越接近越好，这样自然会让人能减少出行距离并减少体力(能源)消耗和时间成本。
3.出行的发源地是用地，凡有出行就会有出发地和到达地。出行的起讫方向受用地布局和出行目的的影响，如上班目的的出行出发地为居住用地，到达地为办公、工业等用地，这种用地的不同功能称为用地属性。若出行方向与路网走向一致，绕行就会减少。对于简单的小规模用地布局和路网，定性方法能够在一定程度上判断协同性，但是对于较为复杂的大规模用地布局和路网，仅凭定性判断，有时会难以评估两者协同性的优劣。
4.因此，亟需设计一种用于对用地布局与路网的协同性进行评估的定量评估方法，以至少部分地缓解乃至消除已有方法的上述不足和缺陷之处。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术缺乏一种能够高效且定量地对用地布局与路网的协同性进行评估的解决方案的缺陷，提出一种新的用于评估用地布局与路网协同性的评估方法。
6.本发明是通过采用下述技术方案来解决上述技术问题的：
7.本发明提供了一种用于评估用地布局与路网协同性的评估方法，其特点在于，所述评估方法基于带有道路网络和用地布局的地图进行评估，并且所述评估方法包括以下步骤：
8.步骤一：在地图上划定研究范围，并设定出发地和到达地之间的直线距离需满足的直线距离阈值，所述直线距离阈值用于以出发地为原点画一个以该阈值为半径的出行圈，所述原点至其出行圈内到达地的直线距离皆满足所述直线距离阈值的要求，所述直线距离阈值的设定和交通出行方式相关联；
9.步骤二：在所划定的研究范围内确定需要进行评估的评估区并划定其区域边界，然后在评估区以外划定缓冲区，缓冲区的自内向外延伸的宽度不小于步骤一中设定的所述直线距离阈值；
10.然后按照出行目的和用地属性在评估区内划分出出发用地、到达用地以及既可出发也可到达的混合用地，在缓冲区内仅划分出到达用地；
11.然后进一步将所述出发用地、到达用地、混合用地划分成小区，并依据小区所在用地标记为出发小区和到达小区，其中混合用地划分而成的小区同时构成出发小区和到达小区，其中，出发小区总数计为m，编号为i＝1，2，3，...，m；到达小区总数计为n，编号为j＝1，2，3，...，n；
12.步骤三：根据以下公式(1)计算出发小区i至其出行圈内的各个到达小区的合计直线距离，其中度量和记录出发小区i至到达小区j的直线距离d
ij
，并合计其中不大于所述直线距离阈值l的直线距离，
[0013][0014]
其中，为出行圈小区的关联系数并满足下式(1-1)，l为所述直线距离阈值，
[0015][0016]
步骤四：根据以下公式(2)计算出发小区i至其出行圈内的各个到达小区的合计最短出行距离，其中在路网上以出发小区i为出发点，按最短路径至到达小区j，形成出发小区i至到达小区j的出行距离r
ij
，记录出行距离并合计其中直线距离不大于阈值l的出行距离；
[0017][0018]
其中，为出行圈小区关联系数并满足下式(2-1)，
[0019][0020]
步骤五：根据以下公式(3)计算出发小区i的非直线率，其中利用步骤三和步骤四分别得到的和计算出发小区i的非直线率
[0021][0022]
其中，适用于作为出发小区i的用地布局与路网的协同性评估指标，其值为等于或大于零，并且其值越小表明协同性越好且出行的绕行距离越少；
[0023]
步骤六：遍历所有的出发小区执行步骤三至步骤五以便计算所有出发小区的协同性指标，从而得到各个出发小区的协同性指标i＝1，2，...，m，各个出发小区的协同性指标适于反映各个出发小区的协同性差异。
[0024]
本发明在总体上基于以下创新性见解和构思：人们在通常情况下期望出行距离与直线到达的距离相比越接近越好，这样自然会让人能减少出行距离并减少体力(能源)消耗和时间成本，为此可引入出行方向上的“非直线率”这一重要概念以用于评估用地布局与路网的关系。以此方式，就能够从“少走弯路”的角度，审视二者的协同性。换言之，以更直观的角度来说，在可能的出行中所需走的弯路越少则表明二者(用地布局与路网)的协同性越好。其中，非直线率这一关键指标用来衡量两地之间到底要走“多少弯路”，其含义是多走的距离与直线距离的比值，多走的距离越长，非直线率就越高，走的弯路越多。
[0025]
根据本发明的一些实施方式，所述评估方法还包括以下步骤：
[0026]
步骤七：若在步骤六中发现协同性较差的出发小区i，则返回至步骤三和步骤四或者查询此前针对该出发小区i执行步骤三和步骤四的计算结果，获取该出发小区i至其出行圈内的各个到达小区j的直线距离d
ij
以及至各个到达小区j的出行距离r
ij
，并进一步根据
以下公式(4)计算出发小区i至其出行圈内的各个到达小区的非直线率
[0027][0028]
其中，将非直线率为负值的结果排除，并将非直线率相对较高的到达小区判定为造成出发小区i协同性差的原因。
[0029]
根据本发明的一些实施方式，所述评估方法还包括以下步骤：
[0030]
步骤八：计算整个评估区的总协同性指标，利用公式(1)和(2)，遍历所有的出发小区，得到每个出发小区的和然后根据以下公式(5)计算整个评估区的协同性指标c
(l)
，即
[0031][0032]
其中，评估区的总指标值适用于反映整个评估区的协同性状况以及评估同一地区在用地布局发生变更或者路网条件改善前后的协同性状况的变化情况，该总指标值为零则协同性最优，该总指标值越大则协同性越差。
[0033]
根据本发明的一些实施方式，步骤一中，针对步行的交通出行方式设定的直线距离阈值的缺省值为2km，针对自行车的交通出行方式设定的直线距离阈值的缺省值为5km。
[0034]
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
[0035]
本发明的积极进步效果在于：
[0036]
根据本发明的用于评估用地布局与路网协同性的评估方法，通过引入出行方向上的“非直线率”这一关键概念和指标，能够实现对用地布局与路网的协同性的高效率、定量化且可精确比较的客观评估。
附图说明
[0037]
图1为根据本发明优选实施例的用于评估用地布局与路网协同性的评估方法的流程示意图。
具体实施方式
[0038]
下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都将落入本发明的保护范围之中。
[0039]
在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等，参考附图中描述的方向使用。本发明各实施例中的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。
[0040]
根据本发明的优选实施方式的一种用于评估用地布局与路网协同性的评估方法，基于带有道路网络和用地布局的地图进行评估，并且所述评估方法包括以下步骤：
[0041]
步骤一：在地图上划定研究范围，并设定出发地和到达地之间的直线距离需满足的直线距离阈值，所述直线距离阈值用于以出发地为原点画一个以该阈值为半径的出行圈，所述原点至其出行圈内到达地的直线距离皆满足所述直线距离阈值的要求，所述直线距离阈值的设定和交通出行方式相关联；
[0042]
步骤二：在所划定的研究范围内确定需要进行评估的评估区并划定其区域边界，然后在评估区以外划定缓冲区，缓冲区的自内向外延伸的宽度不小于步骤一中设定的所述直线距离阈值；
[0043]
然后按照出行目的和用地属性在评估区内划分出出发用地、到达用地以及既可出发也可到达的混合用地，在缓冲区内仅划分出到达用地；
[0044]
然后进一步将所述出发用地、到达用地、混合用地划分成小区，并依据小区所在用地标记为出发小区和到达小区，其中混合用地划分而成的小区同时构成出发小区和到达小区，其中，出发小区总数计为m，编号为i＝1，2，3，...，m；到达小区总数计为n，编号为j＝1，2，3，...，n；
[0045]
步骤三：根据以下公式(1)计算出发小区i至其出行圈内的各个到达小区的合计直线距离，其中度量和记录出发小区i至到达小区j的直线距离d
ij
，并合计其中不大于所述直线距离阈值l的直线距离，
[0046][0047]
其中，为出行圈小区的关联系数并满足下式(1-1)，l为所述直线距离阈值，
[0048][0049]
步骤四：根据以下公式(2)计算出发小区i至其出行圈内的各个到达小区的合计最短出行距离，其中在路网上以出发小区i为出发点，按最短路径至到达小区j，形成出发小区i至到达小区j的出行距离r
ij
，记录出行距离并合计其中直线距离不大于阈值l的出行距离；
[0050][0051]
其中，为出行圈小区关联系数并满足下式(2-1)，
[0052][0053]
步骤五：根据以下公式(3)计算出发小区i的非直线率，其中利用步骤三和步骤四分别得到的和计算出发小区i的非直线率
[0054][0055]
其中，适用于作为出发小区i的用地布局与路网的协同性评估指标，其值为等于或大于零，并且其值越小表明协同性越好且出行的绕行距离越少；
[0056]
步骤六：遍历所有的出发小区执行步骤三至步骤五以便计算所有出发小区的协同性指标，从而得到各个出发小区的协同性指标i＝1，2，...，m，各个出发小区的协同性
指标适于反映各个出发小区的协同性差异。
[0057]
根据本发明的一些优选实施方式，所述评估方法还包括以下步骤：
[0058]
步骤七：若在步骤六中发现协同性较差的出发小区i，则返回至步骤三和步骤四或者查询此前针对该出发小区i执行步骤三和步骤四的计算结果，获取该出发小区i至其出行圈内的各个到达小区j的直线距离d
ij
以及至各个到达小区j的出行距离r
ij
，并进一步根据以下公式(4)计算出发小区i至其出行圈内的各个到达小区的非直线率
[0059][0060]
其中，将非直线率为负值的结果排除，并将非直线率相对较高的到达小区判定为造成出发小区i协同性差的原因。
[0061]
根据本发明的一些优选实施方式，所述评估方法还包括以下步骤：
[0062]
步骤八：计算整个评估区的总协同性指标，利用公式(1)和(2)，遍历所有的出发小区，得到每个出发小区的和然后根据以下公式(5)计算整个评估区的协同性指标c
(l)
，即
[0063][0064]
其中，评估区的总指标值适用于反映整个评估区的协同性状况以及评估同一地区在用地布局发生变更或者路网条件改善前后的协同性状况的变化情况，该总指标值为零则协同性最优，该总指标值越大则协同性越差。
[0065]
根据本发明的一些优选实施方式，步骤一中，针对步行的交通出行方式设定的直线距离阈值的缺省值为2km，针对自行车的交通出行方式设定的直线距离阈值的缺省值为5km。
[0066]
本发明的上述优选实施方式在总体上基于以下创新性见解和构思：人们在通常情况下期望出行距离与直线到达的距离相比越接近越好，这样自然会让人能减少出行距离并减少体力(能源)消耗和时间成本，为此可引入出行方向上的“非直线率”这一重要概念以用于评估用地布局与路网的关系。以此方式，就能够从“少走弯路”的角度，审视二者的协同性。换言之，以更直观的角度来说，在可能的出行中所需走的弯路越少则表明二者(用地布局与路网)的协同性越好。其中，非直线率这一关键指标用来衡量两地之间到底要走“多少弯路”，其含义是多走的距离与直线距离的比值，多走的距离越长，非直线率就越高，走的弯路越多。
[0067]
基于上述构思的这种创新解决方案，一方面能够很好地符合人们对出行的如下直观体验，即，用地布局和出行目的决定了出行的起讫方向，出行从出发地至到达地的空中直线距离是两地间的直线距离，两地地面通行的距离是出行距离，出行距离不会小于直线距离，但是出行距离越接近于直线距离，绕行越少，那么对于人们来说两地的位置与路网的协同性也就越好。两地是这样，用地布局形成的多地至多地的出行网络亦是如此，出行距离与直线距离的差距越小，用地布局与路网的协同性就越好。
[0068]
通过适当引入出行方向上的“非直线率”这一关键指标，根据本发明的上述实施方式的用于评估用地布局与路网协同性的评估方法，能够实现对用地布局与路网的协同性的高效率、定量化且可精确比较的客观评估。
[0069]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而且这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于评估用地布局与路网协同性的评估方法，其特征在于，所述评估方法基于带有道路网络和用地布局的地图进行评估，并且所述评估方法包括以下步骤：步骤一：在地图上划定研究范围，并设定出发地和到达地之间的直线距离需满足的直线距离阈值，所述直线距离阈值用于以出发地为原点画一个以该阈值为半径的出行圈，所述原点至其出行圈内到达地的直线距离皆满足所述直线距离阈值的要求，所述直线距离阈值的设定和交通出行方式相关联；步骤二：在所划定的研究范围内确定需要进行评估的评估区并划定其区域边界，然后在评估区以外划定缓冲区，缓冲区的自内向外延伸的宽度不小于步骤一中设定的所述直线距离阈值；然后按照出行目的和用地属性在评估区内划分出出发用地、到达用地以及既可出发也可到达的混合用地，在缓冲区内仅划分出到达用地；然后进一步将所述出发用地、到达用地、混合用地划分成小区，并依据小区所在用地标记为出发小区和到达小区，其中混合用地划分而成的小区同时构成出发小区和到达小区，其中，出发小区总数计为m，编号为i＝1，2，3，...，m；到达小区总数计为n，编号为j＝1，2，3，...，n；步骤三：根据以下公式(1)计算出发小区i至其出行圈内的各个到达小区的合计直线距离，其中度量和记录出发小区i至到达小区j的直线距离d
ij
，并合计其中不大于所述直线距离阈值l的直线距离，其中，为出行圈小区的关联系数并满足下式(1-1)，l为所述直线距离阈值，步骤四：根据以下公式(2)计算出发小区i至其出行圈内的各个到达小区的合计最短出行距离，其中在路网上以出发小区i为出发点，按最短路径至到达小区j，形成出发小区i至到达小区j的出行距离r
ij
，记录出行距离并合计其中直线距离不大于阈值l的出行距离；其中，为出行圈小区关联系数并满足下式(2-1)，步骤五：根据以下公式(3)计算出发小区i的非直线率，其中利用步骤三和步骤四分别得到的和计算出发小区i的非直线率计算出发小区i的非直线率其中，适用于作为出发小区i的用地布局与路网的协同性评估指标，其值为等于或大于零，并且其值越小表明协同性越好且出行的绕行距离越少；
步骤六：遍历所有的出发小区执行步骤三至步骤五以便计算所有出发小区的协同性指标，从而得到各个出发小区的协同性指标c
i(l)
，i＝1，2，...，m，各个出发小区的协同性指标适于反映各个出发小区的协同性差异。2.如权利要求1所述的用于评估用地布局与路网协同性的评估方法，其特征在于，所述评估方法还包括以下步骤：步骤七：若在步骤六中发现协同性较差的出发小区i，则返回至步骤三和步骤四或者查询此前针对该出发小区i执行步骤三和步骤四的计算结果，获取该出发小区i至其出行圈内的各个到达小区j的直线距离d
ij
以及至各个到达小区j的出行距离r
ij
，并进一步根据以下公式(4)计算出发小区i至其出行圈内的各个到达小区的非直线率公式(4)计算出发小区i至其出行圈内的各个到达小区的非直线率其中，将非直线率为负值的结果排除，并将非直线率相对较高的到达小区判定为造成出发小区i协同性差的原因。3.如权利要求1或2所述的用于评估用地布局与路网协同性的评估方法，其特征在于，所述评估方法还包括以下步骤：步骤八：计算整个评估区的总协同性指标，利用公式(1)和(2)，遍历所有的出发小区，得到每个出发小区的和然后根据以下公式(5)计算整个评估区的协同性指标c
(l)
，即其中，评估区的总指标值适用于反映整个评估区的协同性状况以及评估同一地区在用地布局发生变更或者路网条件改善前后的协同性状况的变化情况，该总指标值为零则协同性最优，该总指标值越大则协同性越差。4.如权利要求1所述的用于评估用地布局与路网协同性的评估方法，其特征在于，步骤一中，针对步行的交通出行方式设定的直线距离阈值的缺省值为2km，针对自行车的交通出行方式设定的直线距离阈值的缺省值为5km。

技术总结
本发明公开了一种用于评估用地布局与路网协同性的评估方法。本发明的评估方法基于从出发地至到达地的出行距离越接近于直线距离则绕行越少这一基本原理设计了评估计算步骤，在这些评估计算步骤中创新性地引入出行方向上的“非直线率”这一关键指标，从而提供了一种用于对用地布局与路网的协同性进行评估的新的解决方案，其具有能够实现对用地布局与路网的协同性的高效率、定量化且可精确比较的客观评估的优点。评估的优点。评估的优点。


技术研发人员：张涵双
受保护的技术使用者：上海同济城市规划设计研究院有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/7/22