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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