本发明涉及一种引力场分析模型的构建方法，尤其涉及“多规合一”区域空间规划数据gis-引力场分析模型的构建方法。
背景技术
基于以前的规划，如国民经济与发展规划、城乡规划、生态保护规划以及各种专项规划等加在一起会导致很多的混乱，甚至在落实到土地上时，有些规划之间会相互冲突。因此，需要一套技术来使这些规划精准的落地，避免产生冲突或者对以前产生的冲突进行纠正，实现“多规合一”。
arcgis中通过tin、dem等可以对场地进行分析，分析结果较为直观清晰，但得到的仅仅是平面化分析结果，虽然在arcscance中可对模型进行三维转换，但也只能得到一些分析因子(如坡度、坡向等)的三维模型，场地并不够直观立体。
“占据与连接”理论认为节点间采用最短路径系统连接则其总长度最短，这些街道本身具有较高利用率且优先被选择使用，但极易发生拥堵，因此通常最短连接系统并不是最优化的。刘刚等以最短路径上最拥塞的节点来模拟刻画网络节点对流量的引力作用,以及研究基于节点引力约束的较为通畅的路径选择策略。在此情况下，街道网络的最短路径优化格局，需考虑两个因素：一是缓解选择最短路径策略而导致的网络局部节点的拥堵程度，二是考虑中心节点至其他节点距离总和相对较小的约束条件。
现有技术方案存在的问题：需要较为准确、精度较高的场地cad数据或者dem模型，或者gis可以识别的其他格式的准确的数据，以利用arcgis与引力场模型进行一系列的分析。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供“多规合一”区域空间规划数据gis-引力场分析模型的构建方法，将现有场地做成三维形态，其各种影响因子的单一或多个叠加影响结果就更为直观、立体，还可以将三维地形进行旋转，解决了之前平面分析只看表面而看不到立体变化的弊端。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供了一种“多规合一”区域空间规划数据gis-引力场分析模型，其构建方法为：
步骤1，数据收集，收集场地数据，包括城市空间地形的自然地理要素和社会人文要素的一般特征，并对初始数据统一；
步骤2，三维空间模型建立，利用收集的场地数据，生成tin、dem，对相关因子进行分析，将原有场地的卫星遥感影像在gis中进行数据添加，并将图像与dem模型一一对应，然后将叠加好的图片格式转换成arcscance中可以识别的格式，然后在arcscance中将各个相关因子转换成三维模式，卫星图片转换成三维模式，将其进行层层叠加，形成三维现有场地的模拟模型；
步骤3，引力场模型的构建，根据gis模型中已经构建出的点、线构成的“节点—路径”网络信息，构建基于引力场理论的最优路径模型。
利用arcgis与引力场模型进行系列分析，实现卫星遥感图片与dem的完美叠加，建立更为直观、立体的现有场地的三维表达，从而能实现更为有效的空间分析，以及综合信息的有效管理，由此选取最优路径。
优选的，相关因子选自坡度、坡向、平面曲率、坡面曲率、地形起伏度、粗糙度、切割深度中的多种，分析的相关因子越多，越全面，得到的三维模型越直观，细节更详细。
优选的，“节点—路径”网络信息，包括道路网络节点，在三维空间模型中提取区域内所有道路网络节点，并计算所有的道路网路节点的介中心值和平均路径长度，进而建立该区域的三维引力场模型。
优选的，叠加包括点面叠加、线面叠加以及面面叠加，避免数据丢失，且获得的模型更加真实。
优选的，初始数据统一包括将初始数据转化成同一大小的栅格。
优选的，同一大小的栅格为20m×20m大小的栅格。
优选的，步骤3引力场模型构建方法中，任意两个道路网络节点之间的介中心值bi的表达式为：
bi(s,t)表示以s为起始节点，t为目标节点i且经过节点的流量大小(即相对车流量)，bi为系统在[t0,t+t0]时间内所有被处理完(即到底目的地)且经过节点i的车流量，n为节点个数。
优选的，步骤3引力场模型构建方法中，任意两个节点之间的平均路径长度l的表达式为：
其中，dij为节点i和节点j之间的距离，n为网络中的节点数量。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
(1)可以将各个规划之间的矛盾进行精准定位，进而解决该矛盾，使场地规划可以精准的落地，有利于下一步的研究，即有利于统一的技术指标以及所有的规划在一张图上进行研究；
(2)将环境规划、城乡规划、市政规划等的规划进行综合，实现“多规合一”；
(3)将场地进行三维建模之后可以随便点取获得该点的地理信息、土地自然资源信息、人口信息等各类综合信息，方便政府部门的便捷管理。
(4)将场地进行三维进行可视化，满足规划落地的要求。
(5)引力场模型有助于在基于gis定量化模型研究下的最短路径研究以及在拥堵情况下的最优路径选择，并有助于快速科学的选取有效路径与节点。
本发明的其他优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为分水岭与汇水线叠加图形
图2为坡向与汇水线叠加图
图3为地形三维仿真模型
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其他元件或其组合的存在或添加。
本发明利用场地的数据信息生成tin、dem等对其进行各种分析，将原有场地的卫星遥感影像在gis里面进行数据添加，将二维转换成三维模式，然后层层叠加形成真实三维模拟模型。各种因子可以在同一视角呈现，由以前的二维转变成较为直观的三维，且对场地安全性的评估与选择也提供了较为精确的直观数据模型，同时对场地是否会存在潜在的自然灾害隐患也起到一定的作用。同时也可以分析周围的环境对场址的影响来指导各种规划。
伴随着中后期街道网络救援通行流量的增强，最短路径格局必然会导致局部节点发生拥堵的情况。针对需求变化，根据引力场理论尝试提出以传统城镇街道网络空间为基础的最短路径优化模型:传统城镇街道网络拥有一个中心点，通过街道网络往各节点进行物资运送。由于选择最短路径运送会导致局部节点发生拥堵，因此，提出了一种基于引力约束的最短路径优化策略，此时，网络中单个节点的引力作用不再占绝对优势,节点的引力作用及节点之间的相互作用将转化为传输路径的引力作用,通过赋予较畅通且长度相对较短的路径以更大的吸引力，减少拥堵程度较高的节点的通行量，增加周边拥堵程度较低的节点的通行量，进而实现网络中节点流量的均衡分布。
本发明提供一种“多规合一”区域空间规划数据gis-引力场分析模型的构建方法，如图1-3所示，包括以下步骤：步骤1，数据收集，收集场地数据，包括城市空间地形的自然地理要素和社会人文要素的一般特征，并对初始数据统一；
步骤2，三维空间模型建立，利用收集的场地数据，生成tin、dem，对相关因子进行分析，将原有场地的卫星遥感影像在gis中进行数据添加，并将图像与dem模型一一对应，然后将叠加好的图片格式转换成arcscance中可以识别的格式，然后在arcscance中将各个相关因子转换成三维模式，卫星图片转换成三维模式，将其进行层层叠加，形成三维现有场地的模拟模型；
步骤3，引力场模型的构建，根据gis模型中已经构建出的点、线构成的“节点—路径”网络信息，构建基于引力场理论的最优路径模型。
本发明利用gis等技术，获取街道网络空间句法视角的中心点，顺应环境的连接路径格局，重要节点及节点间连接距离等相关属性信息，然后利用街道空间句法，构建仿真街道网络的最短路径模型，探讨距离中心店附近的节点被通过次数反而更高所反映出的人们选择捷径或较短到达路径的倾向性，针对最短路径格局导致局部节点发生拥堵的情况，提出基于交通流量传递过程中节点激发的引力场原理，构建基于引力作用的最短路径格局优化模型，指出在最短路径策略下，越靠近中心节点的局部区域内节点的介中心值越发呈现出不平衡的特征，说明部分重要节点对街道交通流量具有较大的吸引力，基于引力场优化模型的路径安全规划策略可降低节点的拥堵程度，实现整个街道网络交通的动态平衡，形成高效街道网络的引力场安全格局。
所述步骤3引力场模型构建方法中，任意两个道路网络节点之间的介中心值bi的表达式为：
bi(s,t)表示以s为起始节点，t为目标节点i且经过节点的流量大小(即相对车流量)，bi为系统在[t0,t+t0]时间内所有被处理完(即到底目的地)且经过节点i的车流量，n为节点个数。
道路网络节点的介中心值是指通过该道路网络节点的最短路径的数量。介中心值越大，说明该道路网络节点在路径选择中越重要，利用率越高，也就越容易拥堵。当街道网络中的引力分布均衡时，以往拥堵较为严重的道路网络节点其引力将减弱，从而降低该类道路网络节点对交通流量的吸引力。这样，达到了均衡局部区域道路网络节点介中心值的目的，从而缓解整个网络的交通拥堵程度。
所述步骤3引力场模型构建方法中，任意两个节点之间的平均路径长度l的表达式为：
其中，dij为节点i和节点j之间的距离，n为网络中的节点数量。
所述相关因子选自坡度、坡向、平面曲率、坡面曲率、地形起伏度、粗糙度、切割深度中的多种。
所述“节点—路径”网络信息，包括道路网络节点。
所述叠加包括点面叠加、线面叠加以及面面叠加。
所述初始数据统一包括将初始数据转化成同一大小的栅格。
所述同一大小的栅格为20m×20m大小的栅格。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的
一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。