基于分形理论的山地小城市避灾空间布局评价及优化研究——以地震灾害为例

Urban disaster of mountainous is a serious restriction factor for urbanization of China. The system of urban emergency evacuation is an effective way for reducing urban disaster.The emergency evacuation layout of mountainous town faces serious problem.It has important significance to evaluate and optimize the layout by quantitative methods. This research ,using a series of fractal models,will study the fractal character of spatial distribution and hierarchical scale of earthquake emergency evacuation in mountainous town. Then it'll investigate the spatial correlation of earthquake emergency evacuation with the distribution of urban population and escape trunk. It'll establish evaluation index system of earthquake emergency evacuation system. Finally，it'll optimize spatial distribution structure and hierarchical size structure of earthquake emergency evacuation based on evaluation. In theory, the study will enriched the research about urban emergency evacuation system (especially the mountain town) in fractal characteristics, distribution rule, mechanism, evaluation index system and optimized layout. Meanwhile，it'll expand the application of fractal theory in city planning research. In practice，it'll provide reference for improvement of quantitative index system in national regulation about emergency evacuation. It'll provides an effective way for the emergency evacuation layout of mountainous city，and a reference for the the emergency evacuation layout of plain cities.

山地城市灾害问题是我国城市化进程的严重制约因素，城市避灾空间体系是减低城市灾害的有效手段，山地小城市避灾空间布局面临严重问题，以定量的方法评价及优化其空间布局具有重要意义。本研究以山地小城市为研究对象，拟运用大量分形数学模型，研究其防震避灾空间的空间分布和等级规模分布的分形特征；探索防震避灾空间布局与城市人口、避灾通道等的关系；建立山地城市防震避灾空间评价指标体系，在评价的基础上对防震避灾空间的空间结构和等级规模结构进行优化。研究在理论上丰富了城市防灾空间体系（尤其是山地城市防灾空间体系）分形特征、分布规律、作用机理、评价指标体系和优化布局几方面的研究，拓宽了分形理论在城市规划领域的应用研究。实践上可以为国家有关规范中量化指标体系的进一步完善提供参考依据；为山地城市防灾空间布局规划探索一条有效的途径，也为平原地区城市防灾布局规划提供借鉴。

山地城市灾害问题是我国城市化进程的严重制约因素，城市避灾空间体系是降低城市灾害的有效手段，山地小城市避灾空间布局面临严重问题，以定量的方法评价及优化其空间布局具有重要意义。本研究以山地小城市为研究对象，分别选取云南省的东川、剑川、耿马、峨山、彝良、绿春等6个典型的山地小城市为研究对象。首先，运用分形理论中的随机聚集维数、空间关联维数、网格维数等模型对峨山、剑川等山地小城市避灾空间空间分布的分形特征进行研究，得到以下结论：1.基于随机聚集维数模型及空间关联维数模型，峨山县城（双江镇和小街镇组成）城市避灾空间布局符合分形规律，呈现二元分异结构，双江镇城市避灾空间呈多中心分形结构，小街镇呈现一元化单中心分形结构；2.基于网格维数模型，剑川城市避灾空间布局早期（1985年）不符合分形规律，而到2000年和2014年避灾空间布局符合分形规律，2000年呈现单分形结构，2014年则呈现双分形结构。其次，基于Zipf模型和差异度指数模型，对东川避灾空间等级规模研究的分形特征进行研究，得到东川城区的避灾空间等级规模结构符合分形特征，2003年呈现单分形结构，2009年、2015年则为双分形结构。其三，以东川为例通过层次分析法建立山地城市避灾空间评价指标体系，得到2015年东川城区抗震避灾空间结构评价等级为较差的C等级，其避灾空间结构需要进行加强建设和改善。最后，在评价的基础上对避灾空间的空间结构和等级规模结构进行优化；最后，以剑川、耿马、东川等为例，运用GIS及最小化设施点模型、最小化阻抗模型、最大化覆盖模型、多目标规划模型等方法研究山地小城镇避灾空间进行布局优化。此外，本研究还以东川、耿马、彝良等为例研究了山地小城镇防震避灾空间的服务效率、供需关系，避震通道的可靠性；研究了耿马、剑川、绿春等中小学作为城市避灾空间的有效容灾系数。为下一步的研究奠定基础。. 本研究对云南山地小城市避灾空间体系的空间分布及等级规模分布规律、作用机理、评价指标体系和优化布局几方面进行了研究，在理论上丰富了避灾空间体系的量化研究方法，拓宽了分形理论在城市规划领域的应用研究。实践上可以为国家有关规范中量化指标体系的进一步完善提供参考依据，为山地城市避灾空间布局规划探索一条有效的途径，也为平原地区城市避灾布局规划提供借鉴。