Faits: A. Les parcelles nos 7204 à 7212 et 1204 de la ville de Lausanne sont délimitées à l'est par la route de Berne, au nord par le chemin de la Fourmi, et au sud par le chemin de Praz-Berthoud. Elles constituent l'Ilot Fourmi. Les propriétaires de ces parcelles sont E._, J._, K._ et I._, la commune de Lausanne, L._, M._ et N._, ainsi que A._ et B._, O._, F._ et G._, C._ et P._. Deux servitudes de restriction de bâtir grèvent les parcelles de l'îlot. Une servitude (ID 007-2004/003633) est constituée à la charge et en faveur des parcelles nos 7207, 7208, 7209, 7211 et 7212, réciproquement entre elles, et en faveur des parcelles nos 7204, 7205, 7210 et 1204, qui limite la hauteur des bâtiments et interdit la construction des maisons d'habitation ailleurs qu'aux emplacements indiqués (lesquels correspondent à l'emplacement de bâtiments actuels). Une autre servitude (ID 007-2004/000888) grève notamment les parcelles nos 7204, 7205, 7210 et 1204, en faveur des parcelles nos 1247 et 7203 jouxtant à l'ouest les parcelles nos 7204, 7210 et 1204, d'une limitation de hauteur des bâtiments qui ne peuvent pas dépasser 10 mètres à la corniche dès le niveau naturel du sol. Selon le plan général d'affectation de la commune de Lausanne, entré en vigueur le 26 juin 2006 (ci-après: le PGA), l'Ilot Fourmi est divisé en deux zones, l'une à l'ouest est colloquée en zone mixte de faible densité (parcelles nos 7204, 7205, 7210 et 1204; surface de 4'393 m2 ) et l'autre à l'est en zone mixte de forte densité (parcelles nos 7206 à 7209, 7211 et 7212; surface de 6'580 m2). Le quartier est séparé selon cette même division est-ouest qui se prolonge au nord et au sud de l'îlot. B. Un avant-projet d'aménagement de l'Ilot Fourmi, en particulier des parcelles nos 7204 à 7209, 7211 et 7212, a été présenté le 2 août 2011 par certains propriétaires à la Direction des travaux de la commune de Lausanne. Il prévoit la construction sur ces parcelles de sept bâtiments après démolition des bâtiments actuels. Un chemin public longeant ce parc traverserait l'îlot, du nord au sud, pour relier le chemin de la Fourmi au chemin de Praz-Berthoud. Six bâtiments seraient implantés en ordre contigu présentant une façade continue de plus de 200 mètres suivant le chemin de la Fourmi, la route de Berne et le chemin de Praz-Berthoud. Des négociations ont été menées entre les propriétaires. Le 12 août 2011, certains d'entre eux ont sollicité l'appui de la Municipalité pour l'aménagement de l'îlot et, en particulier, pour la résolution de la question d'une opposition faite par la famille Michaud. Le 16 novembre 2011, O._ et P._ (parcelles nos 7210 et 1204) ont formalisé leur position auprès de la Direction des travaux. Ils ont exposé que leurs parcelles sont au bénéfice d'une servitude de restriction de bâtir grevant les terrains situés entre leurs parcelles et la route de Berne, en vertu de laquelle les constructions sont limitées s'agissant tant de leur hauteur que de leur emplacement. Ils ont indiqué que cette servitude s'applique quelles que soient les règles de droit public, et qu'ils entendaient la faire respecter pendant les dix prochaines années, sans entrer pour l'heure en matière sur une radiation ou une modification de cette servitude. A terme, ils se sont dits prêts à réexaminer la situation, sans prendre aucun engagement sur leur future position. Le 23 décembre 2011, la Municipalité de Lausanne a fait connaître la position de O._ et P._ aux initiateurs du projet d'aménagement de l'îlot. Elle a indiqué que, dans ce contexte, le lancement d'une démarche de droit public, comme une procédure d'améliorations foncières dans le cadre d'un syndicat, comportait un risque significatif d'engendrer des coûts importants aux propriétaires concernés sans aboutir à des résultats concrets. Elle recommandait ainsi la solution de la négociation entre propriétaires privés. C. Par requête du mois de mars 2012, reçue le 4 avril 2012, E._ (parcelle n° 7204), I._ (parcelle n° 7205), L._ (parcelle n° 7207), A._ et B._ (parcelle nos 7208 et 7209), l'hoirie X._ (parcelle n° 7211) et C._ (parcelle n° 7212) ont demandé à la Municipalité de Lausanne d'effectuer une étude préliminaire visant la constitution d'un syndicat d'amélioration foncière pour l'aménagement de l'Ilot Fourmi. Ils ont exposé que la majorité des propriétaires de l'îlot serait désireuse d'établir un plan d'ensemble et qu'il serait impossible d'obtenir un tel plan, acceptable du point de vue de l'urbanisme, en application du plan de zone actuel. Ils ont fait valoir que l'avant-projet remis le 2 août 2011 à la Direction des travaux présenterait les avantages d'intérêt public suivants: - une densification d'un site à très haute accessibilité, à 35 m de la station de métro Fourmi et à 200 m de la jonction autoroutière de Vennes, densification qui répond aux exigences actuelles cantonales et communales de densifier les zones de grande accessibilité, - création d'un chemin public nord-sud, segment manquant pour relier le chemin venant du quartier nord avec celui du quartier situé au sud de l'îlot, - création en bordure du chemin d'un parc public avec une maison datant de 1906 qui pourrait être affectée à un programme d'intérêt public, - liaison souterraine possible directement avec la station de métro, - réalisation d'un grand bâtiment écran le long de la route de Berne réduisant de manière drastique le niveau sonore de l'îlot, lequel dépasse actuellement les valeurs limites (de 6dBA de jour et de 9 dBA de nuit). La réalisation du bâtiment-écran réduira le niveau sonore d'environ 20 dBA dans le futur parc public, - le bâtiment écran pourrait être essentiellement affecté à des activités de type bureau ou laboratoire (intérêt du CHUV), habitation dans la partie supérieure. Ils ont expliqué que cet avant-projet ne serait réalisable que par une démarche foncière réglant à la fois les problèmes du parcellaire et des servitudes, que les initiants (C._, F._ et A._) étaient disposés à prendre en compte les honoraires et frais du groupe d'experts qui sera chargé d'établir l'étude préliminaire, et qu'ils souhaitaient que ce groupe soit composé de R._ (géomètre), de S._ (urbaniste), et de Benoît Bovay (avocat). D. Par décision du 21 mai 2012, la Municipalité de Lausanne a refusé d'engager une étude préliminaire. Elle a considéré qu'en raison des divergences de visions d'aménagement de ce secteur entre les requérants et les propriétaires des parcelles nos 7210 et 1204, les conditions cadre pour lancer une étude préliminaire de cette zone n'étaient pas suffisamment remplies pour que l'ensemble des démarches foncières et urbanistiques coordonnées puissent aboutir à des résultats concrets, et qu'une étude préliminaire risquait de bloquer le développement du quartier durant de très nombreuses années. La solution de la négociation entre propriétaires était donc préconisée. Les intéressés ont porté leur cause devant la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal vaudois (ci-après: le Tribunal cantonal), qui a rejeté leur recours par arrêt du 25 juillet 2013. Les juges cantonaux ont considéré en substance qu'on ne pouvait pas déduire de la loi cantonale du 29 novembre 1961 sur les améliorations foncières (ci-après: la LAF) un droit pour le propriétaire à ce que des études préliminaires soient engagées; saisie d'une requête dans ce sens, la Municipalité disposait ainsi d'une grande liberté d'appréciation. En l'occurrence, en ne donnant pas suite à la requête des propriétaires intéressés, la Municipalité n'avait pas violé le droit. E. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ et B._, C._, D._ et E._, F._, G._ et H._ (hoirie X._) ainsi que I._, J._ et K._ (hoirie Y._) demandent au Tribunal fédéral de réformer l'arrêt du Tribunal cantonal du 25 juillet 2013 en ce sens qu'une étude préliminaire est ordonnée en application des art. 85d LAF et 7 ss de la loi fédérale du 4 octobre 1974 encourageant la construction et l'accession à la propriété de logements (LCAP; RS 843). Subsidiairement, ils concluent à l'annulation de l'arrêt attaqué et au renvoi du dossier au Tribunal cantonal pour nouvelle décision dans le sens des considérants. Les recourants se plaignent pour l'essentiel d'une violation du droit fédéral et d'une application arbitraire du droit cantonal; ils invoquent également leur droit d'être entendus. Le Tribunal cantonal renonce à déposer une réponse et se réfère aux considérants de son arrêt. La Municipalité de Lausanne conclut au rejet du recours. Les recourants et la Municipalité ont déposé des observations complémentaires.