改革开放以来,我国城乡交通网络建设取得了巨大的进步,但是交通网络的建设与发展具有一定的历史性,因历史条件的限制或者历史规划预见性的缺乏,使得目前的交通网络中存在着诸多不容忽视的问题,如道路交通网络中”断头路”、“断头桥”的情况,功能上存在部分线路过度使用,部分线路利用不足的缺陷,网络结构布局存在区域节点连通不顺等问题。交通网络存在的诸多现实问题充分说明了加强对于区域交通网络研究的必要性和紧迫性。有鉴于此,本文以湖北省为案例区,以连通湖北省内各县(市区)的主要交通方式—陆路交通网络(高速铁路、普通铁路、高速公路、国道、省道、县乡道)为研究对象,构建了“过程—格局—驱动力—溢出效应”的逻辑框架。将GIS空间分析与分形、复杂网络等方法相结合,探索长时间尺度湖北省陆路交通网络形态、结构、功能演化过程,驱动机制和空间联动、空间溢出效应,以期为区域陆路交通网络科学布局提供理论和实践参考。本文共分九章,第一章为绪论,主要介绍本研究的现实和理论背景,相关研究目标、研究方法、技术路线、研究区概况等。第二章为理论基础和研究进展,对陆路交通网络和空间溢出效应的定义及内涵进行了阐释,并对国内外相关领域的研究进展进行了回顾。第三章为湖北省陆路交通网络的形态演进特征。运用分形理论和方法,分别构建加权长度——半径维数、加权网络维数、加权关联维数和分枝维数,对湖北省陆路交通网络的饱和形态,覆盖形态,连接形态、扩展形态及其演化进行了分析。第四章为湖北省陆路交通网络的结构演进特征。利用图论的相关理论和方法,将湖北省陆路交通网络抽象成为包含节点与联系的网络系统,分别从节点连接性,网络连通性,网络集聚度以及网络稳定性等方面,对湖北省交通网络的复杂性结构及演化进行了分析。第五章为湖北省陆路交通网络的功能演进特征。从交通网络的距离通达性和时间通达性入手,对湖北省陆路交通网络的节点时距通达、节点-县域时距通达、县域时距通达演化进行分析,并利用县域间的加权旅行时间矩阵,构建了湖北省县域交通联系网络,从而系统展现湖北省陆路交通网络的功能演进。第六章为湖北省陆路交通网络的时空间演进特征和驱动力分析。将近30年湖北省交通网络演进过程划分为三个阶段,并从陆路交通网络区域间、城市-乡村、平原-山地间空间差异着手,分析其在不同空间地域类型上的演化特点。之后在考虑系统自组织驱动与他组织输入响应的基础上,分别从交通网络系统内部和从外部选取指标,剖析内外交互作用下的陆路交通网络演进的驱动机制。第七章为湖北省陆路交通网络演进的空间溢出效应。在对地区交通网络优度进行分级的基础上,分别使用传统马尔科夫链和空间马尔科夫链对不同类型县区交通网络优度变化及其邻接县区的变化进行分析,以展现陆路交通网络建设中的空间联动和空间溢出效应。第八章为结论与展望。提出本文的主要结论,并在此基础上提出湖北省陆路交通网络建设的若干政策建议,最后指出本文的创新点、研究不足和未来工作的展望。通过上述相关工作,本文得出以下结论:湖北省陆路交通网络总体呈现出重点布局,缓慢提升—攻坚爬坡,稳步提高—质量并举,跨越发展的阶段演化过程。从形态演化看。湖北省陆路交通网络形态具有分形特征,但存在尺度空间限制和等级结构差异,并随着时间推移形态日趋成熟,结构日趋完善。从结构演化看。湖北省陆路交通网络结构呈现出由简单向复杂,由随机向无标度的整体演进过程,稳定性不断增强。内部结构则呈现出集中于以武汉为核心的江汉平原地区,并形成以武汉为顶点,南部恩施至武汉,北部十堰至武汉,中部襄阳至荆州的近卧A形格局。同时低等级线路大量围绕高等级线路展布,并且显著集中于高速公路沿线,其对湖北省陆路交通网络的控制能力最强。从功能演化看。湖北省陆路交通网络功能不断提升,网络连接的时空间成本下降显著,同时关键城市在沟通省内城市间联系的地位不断凸显,形成以武汉为一级中心,襄阳、宜昌为二级中心具有等级层次特征的陆路交通网络区域分异。高速公路、高速铁路等高等级线路布局深刻影响省内区域联系能力,在大幅改善省内交通通达性的同时,造成强烈的空间扰动。从空间格局来看,湖北省陆路交通网络布局呈现出较为明显的区域间、城—乡间、平原—山地间的空间分异。但随着网络发育,其布局日益突破地形、水域等的限制,向地理空间细部拓展,短程连接逐渐增多,区域差异逐渐缩小,空间收敛现象明显。从驱动机制来看。湖北省陆路交通网络演进表现出内部系统组织嬗变与外部要素输入响应的共同作用过程,内部呈现出由“量”变向“质”变的演进过程,外部则呈现出自然地理、人口布局、交通方式创新与经济发展水平交替主导作用的过程。从空间溢出来看。湖北省陆路交通网络演进存在明显的方向性,自身变化与邻近单元变化方向基本一致。同时空间溢出效应与空间背景的关系密切,当研究单元临近均为高水平时,其获得正向溢出的概率明显高于临近低水平单元。交通网络建设同时具有时间滞后性。