基于条件约束下的L系统城市道路网生成研究
发布时间：2021-10-23 23:06
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...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．４点改写过程［４（）］??
系统??系统中，移动步长ｄ的变化很小，所有线段都能被单位线段整定值。然而一些复杂对象的模拟生成，移动步长和角增量需要整除。若是一个移动步长和角增量就设定一个字符参数，将会式的数量也相应增长，Ｌ系统将变得复杂，效率也降低。因此，ｎｄｅｎｍａｙｅｒ提出对字符进行参数设置，进而发展出参数Ｌ系统系统定义为一个有序四元素集，如下所示：??Ｇ＝（Ｖ，Ｓ，ｆｆｌ，Ｐ）Ｖ是指字符集，每个字符都包含了参数，其参数值是实数；２达式Ｃ（２：）和算术表达式Ｅ（Ｓ）都包含了形式参数和数字常量。作符“?＋?，－，＊，／”，指数运算符“Ａ”，关系运算符“＞，＜，＆，｜?”。ｔｏ指公理，是一个含参数的非空字符串，定义了系的产生式，其产生式规则定义了替换的方式。对于逻辑表达式
ｃｏ：?Ｆ??Ｐ：?Ｆ＾Ｆ［－Ｆ］Ｆ［＋Ｆ］Ｆ??在产生式规则中，Ｆ表示一个枝段，其后继Ｆ［－Ｆ］Ｆ［＋Ｆ］Ｆ表示一个轴树，如图３．２中??的（ａ）图和（ｂ）图所示。当迭代次数为０时，系统初始状态为图（ａ），当迭代次数为１时，??根据产生式规则，前驱枝段Ｆ将被轴树Ｆ［－Ｆ］Ｆ［＋Ｆ］Ｆ替换。随着迭代次数增加，每一个??枝段Ｆ被一个轴树后继替代，如图（ｃ）和（ｄ）所示，当迭代次数为５时，得到的植物形态??如图（ｅ）所示。??Ｎ?％?、?１??－＞?／?，?？??ｕ?㈧?、??ｊ／?、、／?｝??（ａ）ｎ＝０?（ｂ）ａ＝ｌ?（ｃ）ｎ＝ｌ?（ｄ）ｎ＝２?（ｅ）ｎ＝５??图３．２?Ｌ系统生成的分枝结构植物形态［３９］??２）?Ｌ系统与道路形态??在上一小节内容中提到，在模拟植物的分枝形态研宄中，引入了轴树的概念，将轴??树作为后继替换前驱的枝段，得到一个理想的结果。在本研宄中，为了更加真实地模拟??城市道路网的形态，需要考虑到现实城市中的道路网形态及参数，将其与Ｌ系统中的字??符、替换方式、龟形中的符号等等相结合。??图３．３源于南京市区的部分道路网
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用轨迹大数据进行城市道路交叉口识别及结构提取[J]. 唐炉亮,牛乐,杨雪,张霞,李清泉,萧世伦. 测绘学报. 2017(06)
[2]“断头路”成因及对策分析[J]. 曹虹宇. 绿色建筑. 2016(04)
[3]基于有限元网格划分的城市道路网建模[J]. 王元,刘华,李航. 图学学报. 2016(03)
[4]城市道路网主干道提取的形态分析方法[J]. 栾学晨,范红超,杨必胜,李秋萍. 武汉大学学报(信息科学版). 2014(03)
[5]影像与LiDAR数据信息融合复杂场景下的道路自动提取[J]. 李怡静,胡翔云,张剑清,江万寿,张永军. 测绘学报. 2012(06)
[6]利用车辆轨迹数据提取道路网络的几何特征与精度分析[J]. 蒋益娟,李响,李小杰,孙靖. 地球信息科学学报. 2012(02)
[7]复杂地形条件下虚拟城市街道生成方法[J]. 薛峰,邢东顺,曹诗蔚. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2010(09)
[8]大规模城市场景的高效建模及其实时绘制[J]. 刘波,王章野,王丽英,华炜,彭群生. 计算机辅助设计与图形学学报. 2008(09)
[9]规则驱动的虚拟城市道路网络和建筑布局建模[J]. 王丽英,华炜,鲍虎军. 计算机辅助设计与图形学学报. 2006(11)
[10]基于L-系统的植物模拟研究[J]. 黄艳峰,薛占熬,陈涛. 计算机工程与应用. 2005(19)
本文编号：3454091
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．４点改写过程［４（）］??
系统??系统中，移动步长ｄ的变化很小，所有线段都能被单位线段整定值。然而一些复杂对象的模拟生成，移动步长和角增量需要整除。若是一个移动步长和角增量就设定一个字符参数，将会式的数量也相应增长，Ｌ系统将变得复杂，效率也降低。因此，ｎｄｅｎｍａｙｅｒ提出对字符进行参数设置，进而发展出参数Ｌ系统系统定义为一个有序四元素集，如下所示：??Ｇ＝（Ｖ，Ｓ，ｆｆｌ，Ｐ）Ｖ是指字符集，每个字符都包含了参数，其参数值是实数；２达式Ｃ（２：）和算术表达式Ｅ（Ｓ）都包含了形式参数和数字常量。作符“?＋?，－，＊，／”，指数运算符“Ａ”，关系运算符“＞，＜，＆，｜?”。ｔｏ指公理，是一个含参数的非空字符串，定义了系的产生式，其产生式规则定义了替换的方式。对于逻辑表达式
ｃｏ：?Ｆ??Ｐ：?Ｆ＾Ｆ［－Ｆ］Ｆ［＋Ｆ］Ｆ??在产生式规则中，Ｆ表示一个枝段，其后继Ｆ［－Ｆ］Ｆ［＋Ｆ］Ｆ表示一个轴树，如图３．２中??的（ａ）图和（ｂ）图所示。当迭代次数为０时，系统初始状态为图（ａ），当迭代次数为１时，??根据产生式规则，前驱枝段Ｆ将被轴树Ｆ［－Ｆ］Ｆ［＋Ｆ］Ｆ替换。随着迭代次数增加，每一个??枝段Ｆ被一个轴树后继替代，如图（ｃ）和（ｄ）所示，当迭代次数为５时，得到的植物形态??如图（ｅ）所示。??Ｎ?％?、?１??－＞?／?，?？??ｕ?㈧?、??ｊ／?、、／?｝??（ａ）ｎ＝０?（ｂ）ａ＝ｌ?（ｃ）ｎ＝ｌ?（ｄ）ｎ＝２?（ｅ）ｎ＝５??图３．２?Ｌ系统生成的分枝结构植物形态［３９］??２）?Ｌ系统与道路形态??在上一小节内容中提到，在模拟植物的分枝形态研宄中，引入了轴树的概念，将轴??树作为后继替换前驱的枝段，得到一个理想的结果。在本研宄中，为了更加真实地模拟??城市道路网的形态，需要考虑到现实城市中的道路网形态及参数，将其与Ｌ系统中的字??符、替换方式、龟形中的符号等等相结合。??图３．３源于南京市区的部分道路网
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用轨迹大数据进行城市道路交叉口识别及结构提取[J]. 唐炉亮,牛乐,杨雪,张霞,李清泉,萧世伦. 测绘学报. 2017(06)
[2]“断头路”成因及对策分析[J]. 曹虹宇. 绿色建筑. 2016(04)
[3]基于有限元网格划分的城市道路网建模[J]. 王元,刘华,李航. 图学学报. 2016(03)
[4]城市道路网主干道提取的形态分析方法[J]. 栾学晨,范红超,杨必胜,李秋萍. 武汉大学学报(信息科学版). 2014(03)
[5]影像与LiDAR数据信息融合复杂场景下的道路自动提取[J]. 李怡静,胡翔云,张剑清,江万寿,张永军. 测绘学报. 2012(06)
[6]利用车辆轨迹数据提取道路网络的几何特征与精度分析[J]. 蒋益娟,李响,李小杰,孙靖. 地球信息科学学报. 2012(02)
[7]复杂地形条件下虚拟城市街道生成方法[J]. 薛峰,邢东顺,曹诗蔚. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2010(09)
[8]大规模城市场景的高效建模及其实时绘制[J]. 刘波,王章野,王丽英,华炜,彭群生. 计算机辅助设计与图形学学报. 2008(09)
[9]规则驱动的虚拟城市道路网络和建筑布局建模[J]. 王丽英,华炜,鲍虎军. 计算机辅助设计与图形学学报. 2006(11)
[10]基于L-系统的植物模拟研究[J]. 黄艳峰,薛占熬,陈涛. 计算机工程与应用. 2005(19)
本文编号：3454091
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