一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法及系统，一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法，以交通路网作为空间可达性约束，以交通路网的通行时间作为时间可达性约束，对交通路网中各中心点之间的时空可达性构建等时线圈，并基于等时线圈构建虚拟地形，通过地貌所呈现的地形起伏变化隐喻表达各中心点之间的时空可达性；一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达系统，用于实现一种交通路网时空可达性可视化隐喻表达方法。本发明专利技术的有益效果是：利用地图隐喻思想，将复杂的时空可达性转换为相应位置的地形数据，直观地展现出交通路网的时空可达性。

【技术实现步骤摘要】
一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法及系统
本专利技术涉及地理信息
，尤其涉及一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法及系统。
技术介绍
交通路网的建设是城市群协同发展的基础，区域交通网络的一体化建设在普遍提高空间联系便捷度的同时，也在不断重新定义城市群各节点的交通区位条件。城市群中交通联络方便的地区之间趋向彼此邻近，地理空间出现沿交通联系方向的“时空压缩”。如何展示由距离阻抗变小引起的时空关系变化一直是地理信息科学领域研究者关注的问题。可达性作为衡量交通系统中到达某一地点难易程度的重要指标，逐渐发展成为一个重要的基础概念而被广泛地应用于交通运输经济学、城市规划、地理学等相关研究领域，成为衡量城市居民与社会经济活动之间地理关系深度和广度的指标。时空可达性是一种从个体角度出发，综合考虑空间因素和时间因素，研究在特定的时空约束下的可达时空范围的方法，该方法将GIS技术和时间地理学的概念结合起来研究交通网络可达性。当前，交通时空可达性研究一直从两种思路来分析时空压缩问题。一方面，“等时圈图”选取某城市为中心，以某距离、时间或费用为通行成本阈值划定等时圈，以其外轮廓形状、面积或涵盖的机会潜能大小作为时空压缩方向和强度的体现，并通过比较不同时期等时圈变化来反映可达范围的演化。但是，“等时圈图”是立足于对单个节点的评价，虽然能很好地体现以某节点为中心的各方向时空压缩趋势，但无法完整展现区域多节点时空压缩的整体格局。另一方面，“可达性格局图”使用距离、时间或潜能可达性模型来计算节点的全局可达性水平，利用空间插值获得反映区域整体趋势的可达性格局图，通过区域等值线的形状和密度判断时空压缩的方向和强弱，并通过比较可达性数值的变化或等值线形状的演变，来分析交通网络建设所产生的时空压缩效果。然而，该方法以全局可达性(例如全网空间距离/时间之和)作为节点值进行插值，大部分可达性格局图的中心都呈现高数值区域，但这并不能说明网络中心一定是时空压缩最强烈的地区。并且，全局可达性的数值差异也不能体现节点之间交通邻近关系，格局图中等值线形状演变只能表示网络整体效率的变化趋势，而不能直观说明节点之间的联系距离和时间的大小和方向。因此，如何直观展现交通网络中多个中心节点的时空可达性成为当前研究中亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种交通网络时空可达性的可视化隐喻表达方法及系统。一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法，以交通路网作为空间可达性约束，以交通路网的通行时间作为时间可达性约束；主要包括以下步骤：S1：获取交通路网的拓扑结构和拓扑结构中的多个可达性分析中心点；S2：根据所述交通路网的拓扑结构，将所述多个可达性分析中心点视为水源起点，与所述多个可达性分析中心点相连的道路视为水渠，用流水在交通网络间的流动形式模拟交通路网间的通行条件与可达性；S3：依次连接相同时间间隔水流到达的空间点构成区域可达性的等时线圈；S4：根据所述等时线圈构建虚拟地形，建立虚拟地形中的自然地貌与时空可达性之间的联系，通过地貌所呈现的起伏变化隐喻表达所述多个可达性分析中心点之间的时空可达性。进一步地，在步骤S1中，所述拓扑结构的获取方法为：利用GIS软件，对交通路网数据执行拓扑构建：对交通路网进行栅格化处理，将包括道路交叉点和不同等级道路的分界点作为节点，根据所述节点分割道路生成道路弧段，将道路弧段中的每一条弧段都用相同的分割单元进行剖分，生成节点-弧段、栅格-栅格和节点-栅格的拓扑关系，建立网络栅格数据的拓扑结构。进一步地，在步骤S2中，流水在交通网络间的流动形式是：以所述拓扑结构中的栅格单元长度为扩散步长，沿着交通路网上的可通行路径向外蔓延，直至水流与其他水源的水流相遇或者到达区域边界时停止蔓延。进一步地，在步骤S3中，当水流与其它水流相遇或者到达区域边界时，停止等时线圈的生成，依次连接水流相遇点和水流与区域边界相交的点构成所述多个可达性分析中心点的辐射区域。一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达系统，包括拓扑结构获取模块、时空可达性模拟模块、连接等时线圈模块和时空可达性可视化隐喻表达模块；拓扑结构获取模块：用于获取交通路网的拓扑结构和拓扑结构中的多个可达性分析中心点；时空可达性模拟模块：用于将所述多个可达性分析中心点视为水源起点，与所述多个可达性分析中心点相连的道路视为水渠，用流水在交通网络间的流动形式模拟交通路网间的通行条件与可达性；连接等时线圈模块：用于依次连接相同时间间隔水流到达的空间点构成区域可达性的等时线圈；时空可达性可视化隐喻表达模块：用于构建虚拟地形，建立虚拟地形中的自然地貌与时空可达性之间的联系，通过地貌所呈现的起伏变化隐喻表达所述多个可达性分析中心点之间的时空可达性。进一步地，在拓扑结构获取模块中，所述拓扑结构的获取方法为：利用GIS软件，对交通路网数据执行拓扑构建：对交通路网进行栅格化处理，将包括道路交叉点和不同等级道路的分界点作为节点，根据所述节点分割道路生成道路弧段，将道路弧段中的每一条弧段都用相同的分割单元进行剖分，生成节点-弧段、栅格-栅格和节点-栅格的拓扑关系，建立网络栅格数据的拓扑结构。进一步地，在时空可达性模拟模块中，流水在交通网络间的流动形式是：以所述拓扑结构中的栅格单元长度为扩散步长，沿着交通路网上的可通行路径向外蔓延，直至水流与其他水源的水流相遇或者到达区域边界时停止蔓延。进一步地，在连接等时线圈模块中，当水流与其它水流相遇或者到达区域边界时，停止等时线圈的生成，依次连接水流相遇点和水流与区域边界相交的点构成所述多个可达性分析中心点的辐射区域。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：利用地图隐喻思想，将复杂的时空可达性转换为相应位置的地形数据，直观地展现出交通路网的时空可达性。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例中一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法的流程图；图2是本专利技术实施例中模拟时空可达性过程的示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术的实施例提供了一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法及系统，借助人类空间形象思维认知优势和对地图的熟悉度，以地图为载体，利用地图隐喻思想，将时空可达性属性转换为相应位置的地形数据，制作虚拟地形，并借鉴经典地图用色，生成地貌晕渲图，建立自然地貌与抽象数据间的联系，通过地貌特点隐喻数据特征，如使用较高的地势表达时空可达性差，较平坦的地形隐喻时空可达性好，从而利用此类直观的视觉空间场景调动用户形象思维，直观展现交通网络中多个中心节点的时空可达性。请参考图1，图1是本专利技术实施例中一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法的流程图，以交通路网作为空间可达性约束，以交通路网的通行时间作为时间可达性约束，对交通路网中各中心点之间的时空可达性构建等时线圈，并基于等时线圈构建虚拟地形，通过地貌所呈现的地形起伏变化隐喻表达各中心点之间的时空可达性；所述方法具体包括以下步骤：S1：获取交通路网的拓扑结构和多个可达性分析中心点；所述拓扑结构的获取方法为：利用GIS软件，如ArcGIS、MapGIS等，对交通路网数据执行拓扑构建；对交通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法，以交通路网作为空间可达性约束，以交通路网的通行时间作为时间可达性约束；其特征在于：所述方法包括以下步骤：S1：获取交通路网的拓扑结构和拓扑结构中的多个可达性分析中心点；S2：根据所述交通路网的拓扑结构，将所述多个可达性分析中心点视为水源起点，与所述多个可达性分析中心点相连的道路视为水渠，用流水在交通网络间的流动形式模拟交通路网间的通行条件与可达性；S3：依次连接相同时间间隔水流到达的空间点构成区域可达性的等时线圈；S4：根据所述等时线圈构建虚拟地形，建立虚拟地形中的自然地貌与时空可达性之间的联系，通过地貌所呈现的起伏变化隐喻表达所述多个可达性分析中心点之间的时空可达性。

【技术特征摘要】
1.一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法，以交通路网作为空间可达性约束，以交通路网的通行时间作为时间可达性约束；其特征在于：所述方法包括以下步骤：S1：获取交通路网的拓扑结构和拓扑结构中的多个可达性分析中心点；S2：根据所述交通路网的拓扑结构，将所述多个可达性分析中心点视为水源起点，与所述多个可达性分析中心点相连的道路视为水渠，用流水在交通网络间的流动形式模拟交通路网间的通行条件与可达性；S3：依次连接相同时间间隔水流到达的空间点构成区域可达性的等时线圈；S4：根据所述等时线圈构建虚拟地形，建立虚拟地形中的自然地貌与时空可达性之间的联系，通过地貌所呈现的起伏变化隐喻表达所述多个可达性分析中心点之间的时空可达性。2.如权利要求1所述的一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法，其特征在于：在步骤S1中，所述拓扑结构的获取方法为：利用GIS软件，对交通路网数据执行拓扑构建：对交通路网进行栅格化处理，将包括道路交叉点和不同等级道路的分界点作为节点，根据所述节点分割道路生成道路弧段，将道路弧段中的每一条弧段都用相同的分割单元进行剖分，生成节点-弧段、栅格-栅格和节点-栅格的拓扑关系，建立网络栅格数据的拓扑结构。3.如权利要求2所述的一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法，其特征在于：在步骤S2中，流水在交通网络间的流动形式是：以所述拓扑结构中的栅格单元长度为扩散步长，沿着交通路网上的可通行路径向外蔓延，直至水流与其他水源的水流相遇或者到达区域边界时停止蔓延。4.如权利要求3所述的一种交通路网时空可达性的可视化隐喻表达方法，其特征在于：在步骤S3中，当水流与其它水流相遇或者到达区域边界时，停止等时线圈的生成，依次连接水流相遇点和水流与区域边界相交的点构成所述多个可达性分析中心点的辐射区域。5.一种交通路网时空可达性的可...

【专利技术属性】
技术研发人员：江宝得，吴亮，谢忠，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42