ArcGIS道路空间指数的计算详解（附矢量练习数据）

一 、数据来源及介绍

1道路数据

道路数据来源于国家基础地理信息中心（欢迎使用国家基础地理信息中心 (webmap.cn)），该网站是根据图幅号来整理压缩包的，没有单独整理好的哪个省市数据，所以需要我们根据显示行政边界自主提取。

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行政边界数据

行政边界数据来源于环境资源科学与数据中心（中国科学院资源环境科学与数据中心 (resdc.cn)），该网站包含我们国家任何一个省市的行政边界，不过县级和乡镇的行政边界数据只有雄安新区的。

二 、数据预处理

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行政边界数据预处理

我们从中国科学院资源环境科学与数据中心官网上下载下来的行政边界数据是整个国家的，我们可以利用识别工具查看西安市FID，这样就可以在属性表中快速的找到西安市在表中的位置，选中—反选—打开编辑工具—进入编辑状态—删除多余工具；也可以选中—右键图层进行导出为新的图层。

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道路数据预处理

对比官网所给的表格，找到压缩包中存放道路数据的文件。

利用按位置选择工具将经过西安市的道路选取出来，删掉多余数据。

利用合并工具将公路图层和铁路图层分别合并为两个图层，这里注意要将名字相同的图层重命名一下，不然工具在运行的时候可能会有一个图层不读取。

我们根据道路的功能和交通量将道路数据分为高速公路、高速铁路、 国道和省道、县道以及铁路5个等级。

查看铁路图层属性表，发现可以通过TYPE字段能够判断是否为高速铁路还是普通铁路。

查看公路图层属性表，发现可以通过RTEG字段能够判断是否为高速公路，还可以从RN字段判断是国道还是省道。

新建“等级”字段，字段类型设置为文本型，为公路赋予等级。

三 、路网空间结构测评

道路网络化是道路发展延伸的过程，主要表现在道路延伸、路网密度与连接程度增大等方面；因此本文选择道路密度指数和道路连通度指数来构建路网空间指数，以分析西安市道路网络空间结构。

我们根据道路的功能和交通量将道路数据分为高速公路、高速铁路、 国道和省道、县道以及铁路5个等级

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道路密度指数

（1）指数介绍

道路密度是指某一区域内所有道路的总长度与该区域总面积的比。道路密度越大，道路网络越密集，对景观影响越大。由于不同等级道路对道路密度指数的贡献率基本一致﹐故对不同等级道路赋予相同权重值进行计算。道路密度指数公式为

式中：A为研究区道路密度指数；li为不同等级道路长度；S为研究区总面积。

（2）指数计算

利用裁剪工具将延伸至西安市以外的道路裁剪掉，只统计西安市市内的道路长度。

打开编辑工具，进入编辑状态，将道路图层里的所有要素合并为一个要素。

添加一个“长度”字段，字段类型设置为双精度。右键字段名选择计算几何，统计得到铁路的长度为666756.51m，公路的长度为3158799.9m。

在西安市属性表中新建“面积”字段，类型设置为双精度，同样利用计算几何工具计算西安市面积为10098051268.9m²。

计算道路密度指数A=(666756.51+3158799.9)/10098051268.9≈3.79。

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道路连通度指数

（1）指数介绍

连接度指数是评价路网结构合理性的指标之一，是反映道路网成网性和可靠性的重要指标，通常被用来衡量路网的成熟程度。一般认为，连接度指数越高，路网断头路越少，成网率越高；反之，则表明成网率越低。

式中：J为路网连接度指数；N为道路网节点数量；mi为第i节点所邻接的边数；n断为断头路数量；n丁为T字形交叉口数量；n十为十字形交叉口数量；n五为五路交叉口数量。

（2）指数计算

打开合并完要素的公路图层和铁路图层的属性表，选中属性表中唯一的一个要素，打开高级编辑工具栏，并点击打断相交线工具将道路数据再次打碎，在使用该工具时需要使编辑工具进入编辑状态。

在标准工具的工具栏中点击目录，在目录中找到存放道路数据shp文件的文件夹，右键shp文件选择新建网络数据集。

在弹出的对话框中点击第二次“下一页”之后，点击“连通性”，将连通性策略更改为“任意节点”。

该步骤拢共会有6个界面，最后一页会显示之前做过的所有操作的一个总结。

利用空间连接工具来统计各节点联通道路的边数，这里需要注意的是两个图层的顺序，一定要目标要素是节点图层，连接要素是打断线的图层；如图所示，利用识别工具查看，Join_Count字段可以代表道路各节点连通道路数。

右键Join_Count字段名，选择统计，在弹出的对话框中可以看到所有铁路节点的连通道路总数为200，所有公路节点的连通道路总数为1518。

通过查看属性表我们可以知道公路节点为501个，铁路节点为77个。

计算道路连通度指数B=(1518+200)/(501+77)≈2.97。

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路网空间指数

（1）指数介绍

路网空间指数分别从道路长度、连通结构及布局等方面综合反映路网空间结构水平。本研究在以上指标数据标准化处理的基础上，得到西安市路网空间指数。路网空间指数C的计算公式为

路网空间指数越高,道路发育越成熟,景观变化越剧烈。

（2）指数计算

计算路网空间指数C≈3.79+2.97≈6.76。

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