本发明涉及一种基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法。

近年来，随着城市的快速发展，大规模的自然灾害及人为灾害频繁发生，城市中的应急服务需求随之不断增加，应急避难场所是应对突发公共事件的一项灾民安置措施，是供灾民紧急疏散、临时生活的安全场所。城市应急避难场所的规划与建设是国内外提高城市综合防灾能力、减轻灾害影响、增强政府应急管理工作能力的重要举措，而可达性是影响城市应急避难场所规划建设的重要因素，它能够有效评价应急避难场所布局的均衡性与合理性。目前，对于应急避难场所可达性研究方法有很多，如简单缓冲区法、网络分析法、最小距离法、引力模型法、两步移动搜寻法等。

19世纪70年代，英国伦敦大学hillier教授提出空间句法，即一种以空间形态分析为基础分析城市空间的方法，为解决城市应急避难场所可达性问题，提供了新的研究思路和手段。空间句法解释了人在空间中的行为与空间形态本身的关系，认为道路很大程度上决定人的行为。国内外学者基于空间句法分析了城市范围内的众多问题，如在行人和车流量分析方面，hiller等提出人、车出行受城市内街道网络的可达性结构影响。

目前，空间句法在的应用研究主要在城市道路交通系统、城市土地的有效利用、城市空间形态的变化特征及城市公共空间等，但其应用在应急避难场所可达性的研究较少，因此，基于空间句法对应急避难场所可达性进行研究既能为可达性研究提供一种新的方法也能扩大空间句法的应用范围，同时，能够为应急避难场所规划与建设提供决策依据。

本发明的目的在于提供一种基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法，能够对应急避难场所的可达性进行精确计算。

为解决上述问题，本发明提供一种基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法，包括：

获取研究区域基础数据，获取应急避难场所数据，获取研究区域路网地图；

在autocad中导入所述研究区域路网地图，从导入的研究区域路网地图中提取道路线段，根据提取的道路线段将所述研究区域路网地图转换为平面轴线图；

将所述平面轴线图转译生成线段地图；

根据所述线段地图计算空间句法形态分析变量；

构建应急避难场所的可达性指标体系，并对所述可达性指标体系中的所有指标进行赋权；

根据所述研究区域基础数据、应急避难场所数据、空间句法形态分析变量和所有指标的赋权构建应急避难场所的可达性公式，根据所述可达性公式计算研究区域中的各个位置到达各应急避难场所的可达性值。

进一步的，在上述方法中，所述研究区域基础数据包括：研究区域面积；

所述应急避难场所数据包括：应急避难场所数量、应急避难场所面积、应急避难场所覆盖率和应急避难场所服务半径。

进一步的，在上述方法中，获取研究区域基础数据，获取应急避难场所数据，获取研究区域路网地图中，

所述研究区域路网地图，通过arcgis获得；

所述研究区域面积，通过arcgis获得；

所述的应急避难场所数量及应急避难场所面积，通过arcgis获得。

进一步的，在上述方法中，所述应急避难场所覆盖率根据公式计算获得，其中，f表示应急避难场所的服务面积，s表示研究区域面积。

进一步的，在上述方法中，将所述平面轴线图转译生成线段地图，包括：

利用depthmap软件将述平面轴线图转译为线段地图，将线段地图中的removeaxialstubs的参数值设置为25％。

进一步的，在上述方法中，根据所述线段地图计算空间句法形态分析变量，包括：

利用depthmap进行全局集成度u和局部选择度w分析。

进一步的，在上述方法中，构建应急避难场所的可达性指标体系，并对所述可达性指标体系中的所有可达性指标进行赋权，包括：

根据ahp层次分析法构建应急避难场所的可达性指标体系，并通过专家打分法确定可达性指标体系中的所有可达性指标的权重。

进一步的，在上述方法中，根据ahp层次分析法构建应急避难场所的可达性指标体系，并通过专家打分法确定可达性指标体系中的所有可达性指标的权重，包括：

通过阅读大量相关文献及专家调查的方法以及ahp层次分析法确定应急避难场所有一级指标包括：研究区域内应急避难场所站点及研究区域应急避难场所线路；所有二级指标包括：应急避难场所覆盖率、应急避难场所密度、应急避难场所线路全局集成度、应急避难场所线路局部选择度；

直接由专家给出准则层各因素相对于最优目标的权重以及方案层中各方案相对于准则层的权重，其中，所述一级指标相对目标层权重为：应急避难场所站点e，应急避难场所线路g；二级指标相对一级指标权重：应急避难场所覆盖率e1，应急避难场所密度e2，应急避难场所线路全局集成度g1，应急避难场所线路局部选择度g2；所述二级指标相对目标层权重：应急避难场所覆盖率β、应急避难场所密度α、应急避难场所线路全局集成度λ、应急避难场所线路局部选择度μ。

进一步的，在上述方法中，根据所述研究区域基础数据、应急避难场所数据、空间句法形态分析变量和所有指标的赋权构建应急避难场所的可达性公式，包括：

根据研究区域应急避难场所数量和研究区域面积计算应急避难场所密度，其中，应急避难场所密度计算公式为：其中a为研究区域应急避难场所数量，s为研究区域面积；二级指标相对目标层权重计算公式为：β＝e·e1、α＝e·e2、λ＝g·g1、μ＝g·g2。

根据所述应急避难场所密度d、应急避难场所覆盖率f、全局集成度u、局部选择度分析w、应急避难场所覆盖率β、应急避难场所密度α、应急避难场所线路全局集成度λ、应急避难场所线路局部选择度μ，构建应急避难场所的可达性公式。

进一步的，在上述方法中，所述应急避难场所可达性计算公式为：ai＝αidqi+βifqi+λiuqi+μiwqi，其中αi为i研究区域应急避难场所密度量化权重值，βi为i研究区域应急避难场所覆盖率量化权重值，dqi表示i研究区域应急避难场所相对密度评分值，fqi表示i研究区域应急避难场所相对覆盖率评分值，λi为i研究区域应急避难场所全局集成度量化权重值，μi为i研究区域应急避难场所局部选择度量化权重值，uqi表示i研究区域应急避难场所全局集成度评分值，wqi表示i研究区域应急避难场所局部选择度评分值。

进一步的，在上述方法中，所述dqi，fqi，uqi，wqi根据预设评分标准计算得到，其中，

与现有技术相比，本发明根据所述研究区域基础数据、应急避难场所数据、空间句法形态分析变量和所有指标的赋权构建应急避难场所的可达性公式，根据所述可达性公式可精确计算研究区域中的各个位置到达各应急避难场所的可达性值。

图1是本发明一实施例的基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法的流程图；

图2是本发明一实施例的上海市长宁区研究区域划分图；

图3是本发明一实施例的为上海市长宁区路网局部选择度值图；

图4是本发明一实施例的上海市长宁区路网全局集成度值；

图5是本发明一实施例的上海市长宁区平面轴线图；

图6是本发明一实施例的上海市长宁区应急避难场所可达性指标体系；

图7是本发明一实施例的上海市长宁区应急避难场所可达性值；

图8是本发明一实施例的上海市长宁区应急避难场所可达性现状图。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法，包括：

步骤s1，获取研究区域基础数据，获取应急避难场所数据，获取研究区域路网地图；

步骤s2，在autocad中导入所述研究区域路网地图，从导入的研究区域路网地图中提取道路线段，根据提取的道路线段将所述研究区域路网地图转换为平面轴线图；

步骤s3，将所述平面轴线图转译生成线段地图；

步骤s4，根据所述线段地图计算空间句法形态分析变量；

步骤s5，构建应急避难场所的可达性指标体系，并对所述可达性指标体系中的所有指标进行赋权；

步骤s6，根据所述研究区域基础数据、应急避难场所数据、空间句法形态分析变量和所有指标的赋权构建应急避难场所的可达性公式，根据所述可达性公式计算研究区域中的各个位置到达各应急避难场所的可达性值。

本发明引入空间句法作为基础，构建定量公式模型，并将其应用到应急避难场所可达性计算中，为应急避难场所可达性精确分析提供了新的思路，更有利于规划和建设部门从更深层次评价现有应急避难场所空间配置情况，为应急避难场所布局调整和规划提供决策支持。

本发明的基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法一实施例中，所述研究区域基础数据包括：研究区域面积。

本发明的基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法一实施例中，所述应急避难场所数据包括：应急避难场所数量、应急避难场所面积、应急避难场所覆盖率和应急避难场所服务半径。

本发明的基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法一实施例中，获取研究区域基础数据，获取应急避难场所数据，获取研究区域路网地图中，

所述研究区域路网地图，通过arcgis获得；

所述研究区域面积，通过arcgis获得；

所述的应急避难场所数量及应急避难场所面积，通过arcgis获得。

本发明的基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法一实施例中，所述应急避难场所覆盖率根据公式计算获得，其中，f表示应急避难场所的服务面积，s表示研究区域面积。

本发明的基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法一实施例中，步骤s3，将所述平面轴线图转译生成线段地图，包括：

利用depthmap软件将述平面轴线图转译为线段地图，将线段地图中的removeaxialstubs的参数值设置为25％。

本发明的基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法一实施例中，步骤s4，根据所述线段地图计算空间句法形态分析变量，包括：

利用depthmap进行全局集成度u和局部选择度w分析。

本发明的基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法一实施例中，步骤s5，构建应急避难场所的可达性指标体系，并对所述可达性指标体系中的所有可达性指标进行赋权，包括：

根据ahp层次分析法构建应急避难场所的可达性指标体系，并通过专家打分法确定可达性指标体系中的所有可达性指标的权重。

本发明的基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法一实施例中，根据ahp层次分析法构建应急避难场所的可达性指标体系，并通过专家打分法确定可达性指标体系中的所有可达性指标的权重，包括：

通过阅读大量相关文献及专家调查的方法以及ahp层次分析法确定应急避难场所有可达性一级指标包括：研究区域内应急避难场所站点及研究区域应急避难场所线路；二级指标包括：应急避难场所覆盖率、应急避难场所密度、应急避难场所线路全局集成度、应急避难场所线路局部选择度；

为简单起见，直接跳过确定每个层级之间的判断矩阵的过程，直接由专家给出准则层各因素相对于最优目标的权重以及方案层中各方案相对于准则层的权重，其中，所述一级指标相对目标层权重为：应急避难场所站点e，应急避难场所线路g；二级指标相对一级指标权重：应急避难场所覆盖率e1，应急避难场所密度e2，应急避难场所线路全局集成度g1，应急避难场所线路局部选择度g2；二级指标相对目标层权重：应急避难场所覆盖率β、应急避难场所密度α、应急避难场所线路全局集成度λ、应急避难场所线路局部选择度μ。

本发明的基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法一实施例中，步骤s6，根据所述研究区域基础数据、应急避难场所数据、空间句法形态分析变量和所有指标的赋权构建应急避难场所的可达性公式，包括：

根据研究区域应急避难场所数量和研究区域面积计算应急避难场所密度，其中，应急避难场所密度计算公式为：其中a为研究区域应急避难场所数量，s为研究区域面积；二级指标相对目标层权重计算公式为：β＝e·e1、α＝e·e2、λ＝g·g1、μ＝g·g2。

根据所述应急避难场所密度d、应急避难场所覆盖率f、全局集成度u、局部选择度分析w、应急避难场所覆盖率β、应急避难场所密度α、应急避难场所线路全局集成度λ、应急避难场所线路局部选择度μ，构建应急避难场所的可达性公式。

本发明的基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法一实施例中，所述应急避难场所可达性计算公式为：ai＝αidqi+βifqi+λiuqi+μiwqi，其中αi为i研究区域应急避难场所密度量化权重值，βi为i研究区域应急避难场所覆盖率量化权重值，dqi表示i研究区域应急避难场所相对密度评分值，fqi表示i研究区域应急避难场所相对覆盖率评分值，λi为i研究区域应急避难场所全局集成度量化权重值，μi为i研究区域应急避难场所局部选择度量化权重值，uqi表示i研究区域应急避难场所全局集成度评分值，wqi表示i研究区域应急避难场所局部选择度评分值。

本发明的基于空间句法的应急避难场所可达性计算方法一实施例中，所述dqi，fqi，uqi，wqi根据预设评分标准计算得到，其中，

图2是本发明一实施例的上海市长宁区研究区域划分图；

图3是本发明一实施例的为上海市长宁区路网局部选择度值图；

图4是本发明一实施例的上海市长宁区路网全局集成度值；

图5是本发明一实施例的上海市长宁区平面轴线图；

图6是本发明一实施例的上海市长宁区应急避难场所可达性指标体系；

图7是本发明一实施例的上海市长宁区应急避难场所可达性值；

图8是本发明一实施例的上海市长宁区应急避难场所可达性现状图。

下面结合上海市长宁区对应急避难场所可达性计算为例，对本发明的具体实施方法进行详细说明，包括以下步骤：

s1：基于遥感影像将上海市长宁区分为30个研究区域，如图2所示。

s2：利用arcgis获取研究区域基础数据，包括研究区域面积，应急避难场所数量，应急避难场所面积，应急避难场所覆盖率，应急避难场所密度，应急避难场所服务半径，根据公式计算应急避难场所覆盖率，根据公式计算应急避难场所密度，其中，a为研究区域应急避难场所数量，f表示应急避难场所的服务面积，s表示研究区域面积。

s3：考虑到道路的连贯性，在autocad中导入上海市长宁区地图，提取道路线段，将实际路网转换为平面轴线图，如图3所示。

s4：利用depthmap软件将轴线地图转译为线段地图，将removeaxialstubs的参数值设置为25％。并进行全局集成度和局部选择度分析，其数值分别用u和w表示，如图4和5所示。

s5：通过阅读大量相关文献及专家调查的方法以及ahp(层次分析法)确定应急避难场所可达性一级指标包括研究区域内应急避难场所站点及研究区域应急避难场所线路；二级指标包括应急避难场所覆盖率、应急避难场所密度，应急避难场所线路全局集成度，应急避难场所线路局部选择度；并且，跳过确定每个层级之间的判断矩阵的过程，直接由专家给出准则层各因素相对于最优目标的权重以及方案层中各方案相对于准则层的权重，其中一级指标相对目标层权重为：应急避难场所站点e，应急避难场所线路g；二级指标相对一级指标权重：应急避难场所覆盖率e1应急避难场所密度e2，应急避难场所线路全局集成度g1，应急避难场所线路局部选择度g2，如图6所示。

s6：构建应急避难场所可达性模型，应急避难场所可达性计算公式为：ai＝αidqi+βifqi+λiuqi+μiwqi，其中αi为i研究区域应急避难场所密度量化权重值，βi为i研究区域应急避难场所覆盖率量化权重值，dqi表示i研究区域应急避难场所相对密度评分值，fqi表示i研究区域应急避难场所相对覆盖率评分值，λi为i研究区域应急避难场所全局集成度量化权重值，μi为i研究区域应急避难场所局部选择度量化权重值，uqi表示i研究区域应急避难场所全局集成度评分值，wqi表示i研究区域应急避难场所局部选择度评分值。dqi，fqi，uqi，wqi计算根据评分标准可得，其中，dqi评分标准为：d<2个/km2得1分，d∈(2,3]得2分，d∈(3,4]得3分，d∈(4,5]得4分，d>5得5分；fqi评分标准为：f<60％得1分，f∈(60％,70％]得2分，f∈(70％,80％]得3分，f∈(80％,90％]得4分，f>90％得5分；uqi评分标准为：u<1600得1分，u∈(]得2分，u∈(]得3分，u∈(]得4分，u>2800得5分；wqi评分标准：w<得1分，w∈(000]得2分，w∈(0000]，得3分，w∈(0000]得4分，w>7100000得5分。如图7、8所示

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。