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第1章 导论 1

1.1研究背景 1

1.1.1还原论研究思维备受学界置疑，面临复杂性科学挑战 1

1.1.2地理系统复杂理论研究滞后，成为“追随”学科 1

1.1.3城市系统复杂性研究成为中心，乡村“被边缘” 1

1.1.4复杂交通网络研究成为热点，空间研究较薄弱 2

1.1.5都市圈空间网络化发展迅猛，面临重构和转型 2

1.1.6城乡道路网结构性问题突出，复杂而苦无良策 2

1.2研究意义 3

1.3研究目标、框架和内容 4

1.3.1问题的提出 4

1.3.2研究目标 4

1.3.3研究框架 5

1.3.4研究内容 6

1.4研究方法和技术路线 8

1.4.1研究方法 8

1.4.2技术路线 9

1.5研究区域和数据 10

1.5.1研究区选择缘由 10

1.5.2研究区地域结构 10

1.5.3数据来源及处理 11

第2章 城乡路网系统空间复杂性的研究进展 13

2.1复杂系统和复杂性科学 13

2.1.1复杂性科学研究历程 13

2.1.2复杂系统及相关概念 19

2.2地理系统空间复杂性 22

2.2.1国外地理系统复杂性研究进展 22

2.2.2国内地理系统复杂性研究进展 23

2.3城乡系统空间复杂性 23

2.3.1城市-区域系统的空间复杂性 23

2.3.2城市-乡村关联的空间复杂性 28

2.4交通网络空间研究 29

2.4.1交通-城市系统空间研究 29

2.4.2空间通达性研究 36

2.4.3空间句法研究 38

2.5交通网络空间复杂性研究 39

2.5.1国外交通网络空间复杂性研究现状 39

2.5.2国内交通网络空间复杂性研究现状 42

2.5.3简评 44

2.6国内外研究评价 44

2.6.1城市-区域系统领域 44

2.6.2交通网络系统领域 44

2.6.3城乡网络关系领域 45

2.6.4研究尺度 45

2.6.5研究方法 45

第3章 城乡路网系统空间复杂性的系统学认识 46

3.1城乡路网系统 46

3.1.1城乡路网系统内涵 46

3.1.2城乡路网系统构成 52

3.1.3城乡路网系统结构 56

3.1.4城乡路网系统功能 60

3.1.5城乡路网系统演变 61

3.2城乡路网系统空间复杂性 62

3.2.1构成多维性 64

3.2.2状态多样性 65

3.2.3边界模糊性 65

3.2.4关联耦合性 65

3.2.5结构复杂性 67

3.2.6功能复杂性 70

3.2.7演化复杂性 71

第4章 复杂城乡路网系统形态的空间自相似性 75

4.1研究框架和方法 75

4.1.1研究框架 75

4.1.2分形模型 75

4.1.3数据来源及处理 81

4.2城乡路网的空间密度变化分形——容量维数分析 82

4.2.1分维测算 82

4.2.2不同类型城乡路网密度分形比较 83

4.2.3不同时段城乡路网分形演化比较 87

4.2.4不同区域城乡路网分形结构比较 90

4.3城乡路网的空间覆盖程度分形——覆盖维数分析 98

4.3.1分维测算 98

4.3.2节点覆盖度分析 99

4.3.3线路覆盖度分析 103

4.4城乡路网的空间连接水平分形——阻抗维数分析 109

4.4.1分维测算 109

4.4.2城乡路网节点通达性分形分析 109

4.4.3城乡路网节点关联性分形分析 112

4.5城乡路网的空间渗滤能力分形——分枝维数分析 119

4.5.1分维测算 119

4.5.2城乡路网分枝维数时序分析 120

4.5.3城乡路网分枝维数空间比较 123

4.6小结与讨论 124

4.6.1小结 124

4.6.2讨论 126

第5章 复杂城乡路网系统结构的空间关联性 128

5.1研究框架和方法 128

5.1.1研究框架 128

5.1.2研究方法 128

5.2城乡路网的拓扑复杂性 131

5.2.1节点重要性的复杂性 131

5.2.2节点易达性的复杂性 136

5.2.3节点集聚性的复杂性 142

5.2.4网络类型的复杂性 144

5.3城乡路网的空间异质性 151

5.3.1节点重要性的空间分异 151

5.3.2节点易达性的空间分异 158

5.3.3网络集聚性的空间特征 166

5.3.4网络社团性的空间划分 170

5.4城乡路网的空间相关性 173

5.4.1节点重要性-重要性的空间相关性 174

5.4.2节点重要性-集聚性的空间相关性 175

5.4.3节点重要性-易达性的空间相关性 180

5.4.4节点易达性-集聚性的空间相关性 187

5.4.5节点易达性-易达性的空间相关性 193

5.5城乡路网的空间稳定性 200

5.5.1研究方法 200

5.5.2随机性故障 202

5.5.3恶意性攻击 205

5.6小结与建议 214

5.6.1小结 214

5.6.2空间调控建议 216

第6章 复杂城乡路网系统功能的空间通达性 218

6.1研究框架和方法 218

6.1.1研究框架 218

6.1.2空间句法模型 218

6.1.3通达性模型 221

6.2城乡路网连接的空间句法分析 226

6.2.1城乡路网层次性的统计分析 226

6.2.2城乡道路重要性的空间分析 232

6.2.3城乡道路控制性的空间分析 235

6.2.4城乡道路集成性的空间分析 236

6.2.5城乡路网智能性的时空特征 241

6.2.6小结与建议 243

6.3城乡路网连接的空间通达性分析 245

6.3.1城乡路网的距离通达性 245

6.3.2城乡路网的拓扑通达性 279

6.3.3城乡路网的县域通达性 287

6.3.4小结与讨论 300

第7章 结论与展望 305

7.1主要结论 305

7.1.1城乡路网系统是一开放而复杂的巨系统，具有复杂网络的典型特征 305

7.1.2城乡路网的几何形态遵循局部—整体对称，呈现自相似性的有序架构 305

7.1.3城乡路网的拓扑结构微观貌似随机无序，宏观涌现复杂行为和秩序 306

7.1.4城乡路网的功能要素相互耦合，空间效应呈现对称—对称破缺交替 307

7.2研究简评及展望 309

7.2.1研究工作小结 309

7.2.2研究不足及展望 311

图名索引 314

表名索引 319

公式索引 321

参考文献 323

后记 355