城市路网是城市发展过程中承载城市运行的产物,不同城市具有不同形态的道路网络。随着十九大召开,我国将迎来更加高品质城市化进程中,城市需要更加合理道路网络规划。对城市路网结构以及城市路网演化的研究越来越重要,本文将以不同城市路网为基础,研究城市道路网络特征,并构建道路网络静态模型与动态生长模型来再现城市路网。本文采用能够保留城市路网地理特征的原始法建立路网图,依靠ArcGis地理信息系统平台获取的城市路网基础数据,获取并矢量化国内外城市道路网络,并从几何特性和复杂网络两个层面揭示城市路网的特性。通过研究,不同城市在几何结构上具有类似的特征,但由于城市路网中客观物理上的限制导致其几何特征出现差距。但是从复杂网络的角度考虑,城市路网表现出一定的小世界特性,并且中介中心性表现出幂律分布特性;提出并验证城市路网是介于最小生成树和三角网之间,同时并依据当前的路网特征提出一种静态城市路网模型,该模型从结构上解释城市路网的形成机制,得出的结果与现实中的路网良好相似性。以上研究都以静态的角度分析城市路网;为研究当前城市路网的普适性演变规律,推究城市路网复杂结构质变的临界点,深入刻画城市路网演化的机制。文章最后以叶脉生长原理为基础,从动态生长的角度研究城市路网演化中的相关特征。通过改进叶脉生长模型来更好解释当前城市路网演化动态过程。对叶脉生长模型中路网生长规则的改进,刻画了自组织与规划特性的区别。加入自然地理现象,解释了一些自然现象在道路生长过程中阻碍影响。并加入道路权重的演化过程,使得城市路网出现不同道路等级。得出了规划驱使城市路网中的散乱路段联系起来,从而使得道路权重更高。本文总结了当前城市路网的内在结构特征和复杂网路的特性,同时提出静态和动态城市道路模型,揭示了城市道路网内在结构所遵循的机制,总结了城市路网相关属性的定量关系,得出自组织和规划的规律。得出的结论对当前道路网规划特别是进行道路规划与改造有着十分重要的指导意义,为我国大中型城市道路网规划发展提供决策上的支持。