河榖聚落之分形：理論模型與現實引導途徑 [Fractals in Settlements in the Valleys:Theoretical Model and Realistic Guide] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《河榖聚落之分形：理論模型與現實引導途徑》的核心內容在於依托地理信息係統，結閤數學相關理論，對陝北地貌與城鎮的分形研究提供係統的技術與方法支持。依托西安建築科技大學與西安建大城市規劃設計研究院的科研平颱，研究團隊得以獲取陝北地區的地貌及城鎮資料，藉助GIS理論、數學模型及相關規劃理論，對陝北地貌與城鎮空間形態的分形研究提供瞭二維及三維的測度方法。同時，《河榖聚落之分形：理論模型與現實引導途徑》首次提齣瞭維數耦閤方法、城鎮體係空間結構維數耦閤原理，這是《河榖聚落之分形：理論模型與現實引導途徑》研究成果中的重要創新，也是實現陝北城鎮與分形地貌耦閤發展的現實途徑。

作者簡介

　　許五弟，男，齣生於1957年1月，西安建築科技大學副教授。
　　1983年自西北大學自然地理專業本科畢業，獲學士學位。畢業分配到國傢林業局西北設計院從事技術工作，期間作為訪問學者在澳大利亞國立大學做訪問研究。2001年到西安建築科技大學從事遙感與GIS教學科研工作。工作期間參加聯閤國援華項目地理信息係統子項目課題，作為技術負責人；參加英國政府贈款項目研究，作為項目負責人；負責黃委會“數字黃河”工程技術標準中的有關技術標準製定編寫工作；參加中國西部林草植被生態調節功能及生態服務價值的測評和陝北黃土高原分形地貌與城市空間耦閤研究等國傢自然科學基金研究課題，並作為課題主要參加人。齣版過兩部教材，發錶過多篇科研論文。
　　
　　魏諾，男，1957年1月齣生，陝西臨潼人，漢族。1982年1月畢業於西北大學激光物理專業。高校教師，物理學教授。
　　任教期間，主講大學物理、激光原理、非綫性科學、創新與素質教育等課程。齣版《非綫性科學基礎與應用》、《創新改變世界：創新思維啓示錄》等書籍。發錶過激光動力學機製、生物進化的優化選擇機製、氣功的進化作用、分形維數的耦閤方法與工程應用方麵的論文多篇。作“非綫性科學”、“創新與素質教育”講座多次。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 概念簡述
1．1 分形理論
1．1．1 分形基本概念
1．1．2 分形測度依據
1．2 數據類型
1．2．1 地理數據類型
1．2．2 地理數據錶達
1．2．3 數字高程模型
1．3 地理信息分析
1．3．1 地形分析
1．3．2 矢量分析
1．3．3 地理網絡分析
1．3．4 幾何網絡分析
1．3．5 柵格距離分析
1．3．6 鄰近分析
1．4 地理數據處理技術
1．4．1 柵格運算
1．4．2 地圖代數
1．4．3 數據轉換
本章小結
參考文獻

第2章 GIS中的分形測度
2．1 各種分維數
2．1．1 維數測度
2．1．2 對分維數的直觀認識
2．1．3 Hausdorff維數
2．1．4 信息維數
2．1．5 關聯維數
2．1．6 相似維數
2．1．7 填充維數
2．2 分維數計算方法
2．2．1 測度問題
2．2．2 改變觀察尺度求維數
2．3 用GIS計算維數
2．3．1 用GIS進行測度
2．3．2 盒維數一矢量柵格化
2．3．3 錶數據統計
2．4 分形計算的GIS技術
2．4．1 同心圓的方法
2．4．2 同心圓改進——點間距離分析
2．4．3 循環與迭代
2．5 分形分析數據組織
2．5．1 數據關聯
2．5．2 空間幾何屬性
本章小結
參考文獻

第3章 三維分形測度
3．1 三維盒子構建
3．1．1 三維測度問題
3．1．2 三維測度的過程
3．1．3 建立三維測度對象
3．1．4 構建三維盒子
3．1．5 腳本運行
3．1．6 三維盒子生成優化
3．2 三維漁網分割
3．2．1 測度原理
3．2．2 三維分割計算
3．2．3 圖元編碼
3．2．4 漁網網格閤並
3．2．5 三維綫圖元閤並
3．2．6 綫分割方法
3．3 三維測度實施
3．3．1 三維測度
3．3．2 案例
3．3．3 三維綫盒維數測度操作過程
本章小結
參考文獻
附錄：幾何計算

第4章 地貌分形
4．1 地貌發育理論
4．1．1 地貌營力
4．1．2 侵蝕循環學說
4．1．3 地貌發育的時空特徵
4．1．4 地貌麵積高程分維數
4．1．5 地貌發育的分形特徵
4．2 黃土地貌類型
4．2．1 黃土地貌
4．2．2 流水地貌
4．3 地貌測度方法
4．3．1 等高綫分形計算
4．3．2 錶麵積體積法
4．3．3 地貌體積與錶麵積的關係分維數
4．3．4 地貌分形計算
4．4 地貌三維填充測度
4．4．1 地貌體三維測度操作
4．4．2 地貌三維測度示例
本章小結
參考文獻

第5章 水係分形
5．1 河流的形態特徵
5．1．1 河流地貌發育
5．1．2 水係構成
5．1．3 河網分級
5．2 GIS的水文分析
5．2．1 水文分析過程
5．2．2 水文分析原理
5．2．3 水文分形分析內容
5．3 河流分形計算方法
5．3．1 河流分形計算基本原理
5．3．2 河流麵積長度分維數
5．4 水係分形GIS數據處理樣例
5．4．1 基本數據處理
5．4．2 區域水文分析
5．4．3 河流網
5．5 河流三維與二維分形比較
5．5．1 二維測度
5．5．2 三維盒子測度
5．5．3 測度比較
5．5．4 流域麵積-主流長度分維數
5．5．5 河流的信息維數
本章小結
參考文獻

第6章 城鎮分形
6．1 城市分形方麵
6．1．1 城市分形層次
6．1．2 城鎮空間分布分形
6．1．3 城市交通分形
6．1．4 城市總體形態
6．1．5 城市分形問題
6．2 地貌對城市形態的製約
6．2．1 優化城市的形態機製
6．2．2 自動元胞機與城市形態演化
6．2．3 城鎮形態分形問題
6．3 城鎮空間分形結構計算方法
6．3．1 同心圓方法
6．3．2 點距離
6．3．3 交通分布的網絡分析
6．4 城鎮社會經濟分形
6．4．1 人口分形
6．4．2 交通分析
6．4．3 要素關聯分形
6．5 城市分形
6．5．1 城市形態分維的基本步驟
6．5．2 城市人口分形維數
6．5．3 城市維數類型
6．5．4 城市形態分維分析研究
本章小結
參考文獻

第7章 城鎮體係分形耦閤模型
7．1 問題的發現與原因分析
7．1．1 Koch麯綫的分維數
7．1．2 Koch雪花的分維數
7．1．3 問題的齣現
7．2 解決方案與計算方法
7．2．1 正三角形分維數的計算
7．2．2 Koch雪花分維數的計算
7．2．3 正方形分維數的計算
7．2．4 兩個互相垂直的生成元的耦閤
7．3 城鎮體係分形耦閤模型的構建
7．3．1 城鎮體係分形耦閤模型的依據
7．3．2 城鎮體係分形耦閤模型
7．4 陝北城鎮體係分形耦閤模型
7．4．1 陝北地區地貌一人口二維耦閤模型
7．4．2 陝北城區地貌一人口二維耦閤模型
本章小結
參考文獻

第8章 實證應用——陝北地貌與城鎮分形耦閤研究
8．1 陝北地貌分形特徵
8．1．1 陝北黃土高原地貌的分形維數特徵
8．1．2 陝北黃土高原地貌的圖形分形特徵
8．2 陝北城鎮空間形態的分形特徵
8．2．1 陝北城鎮體係的分形特徵
8．2．2 城鎮用地形態邊界的分形特徵
8．2．3 城鎮用地構成結構的分形特徵
8．3 陝北地貌與城鎮空間形態的耦閤分形特徵
8．3．1 分形地貌與城鎮邊界形態的分形耦閤關係
8．3．2 分形地貌與城鎮用地形態的分形耦閤關係
附錄
後記

前言/序言

　　陝北黃土高原地貌顯示齣清晰的分形特徵，這已基本成為相關領域研究的共識。然而，陝北城鎮空間形態是否與分形地貌相耦閤，這是一個有意義的研究課題，對於黃土高原乃至其他山地河榖地區城鎮空間與自然環境的適應性協同發展具有啓示。本課題組承擔國傢自然科學基金課題“耦閤於分形地貌的陝北能源富集區城鎮形態適宜模式研究（51278411）”，從分形角度對陝北地貌和城鎮形態開展研究，對相關問題進行瞭有價值的探索。
　　研究依托GIS平颱，以陝北地形、水係、城鎮等的點圖圖層為對象，采用地理信息分形處理技術，對地圖圖層錶達的地理信息對象進行測度，在此基礎上按照分形理論的分維數計算方法進行分維計算，獲得瞭一些有價值的結果，對於陝北城鎮形態的現狀認識和規劃引導，具有一定的意義。
　　研究過程中，探討瞭新的數據處理技術和方法，提高瞭計算效率。其中，對於分形測度，隻需要測尺大小和測度數量，而在地理信息係統中，每進行一個尺度的計算，都會生成一個新的圖層，分形計算一般要采用數十個不同的尺度進行測度，加上中間數據處理，形成大量的數據冗餘，同時耗費大量的時間和計算機資源。本課題研究中，對於圖層柵格化方式的測度，測試一種用一個最小尺度形成～個柵格圖，然後通過屬性錶進行相鄰柵格的不同尺度的相鄰柵格閤並和統計，這種方法獲得成功，減少瞭新圖層的生成，極大提高瞭數據處理效率和係統消耗。
　　河流長度在三維和二維情況下有區彆，這種區彆反映到地貌形態和水文特徵上。在河流上遊，河床比降大，水流湍急，中下遊，河床比降降低，水流速度降低。因此，對河流進行三維測度，纔能夠充分揭示這個特徵。通常的河流測度都采用二維方法，本課題研究采用三維測度方法，揭示河流不同河段的分形特徵。
　　對於地貌測度，本研究提齣瞭對於地貌單元的體積和錶麵積關聯測度方法。把反映地貌的這兩個因素進行綜閤，反映地貌分形特徵。
　　本研究首次提齣瞭維數耦閤方法、城鎮體係空間結構維數耦閤原理。據此，構建齣城鎮體係分形耦閤模型和陝北地區城鎮體係空間結構分形模型，以此解析陝北城鎮形態與地貌形態、人口分布及經濟分布的耦閤關係，為陝北地區的分形規劃提供理論依據，使分形規劃從理論走嚮實用。
　　本書作為研究成果之一，首先簡要介紹分形問題和進行地圖測度的地理信息係統技術，在此基礎上，論述與分形有關的地圖數據處理的技術和方法，並通過對陝北自然地理要素和城鎮數據的分形計算，說明研究的具體方法和過程。課題研究的基本成果，可作為相應研究的藉鑒。
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