建筑点群在城市3维形态量化中的应用

利用将建筑实体进行高度抽象,提出了建筑点群,以GIS的空间分析理论为依据,通过实体高度、起伏度、空间聚集度三个指标对城市的3维形态进行量化与分析.选取南京市主城区为实验样区,提取该区域的建筑点群,用三个指标对实验样区内3维形态的空间分布格局和时间发展特点进行定量分析与描述.实验结果证明,这三个指标从不同角度分析了建筑实体在区域内的组合方式,能够在一定程度上反映城市3维形态的基本特征,有助于对城市空间分布格局及城市历史演变过程的研究.     

基于局地气候分区体系的福州城市热环境研究

局地气候分区体系（LCZ）能够有效建立城市气候与空间形态间的定量关系,揭示城市内部热环境分异特征,是当前备受关注的城市热环境研究方法。本文以我国新晋“火炉城市”福州的主城区为研究区,使用2019年9月22日过空的Landsat-8影像,对基于LCZ的热环境空间分布特征与LCZ类间/类内差异进行分析,并就福州城市热环境的改善提出规划建议。研究表明:① 福州主城区以密集的中、低层连片建筑为主,并呈集聚式分布;② LCZ各类间存在明显的地表温度差异,大型低层建筑（LCZ 8）的温度最高,达41.56 ℃,密集低层建筑（LCZ 3）和工业厂房（LCZ 10）次之,分别为40.90 ℃和40.39 ℃,而茂密树木（LCZ A）和水体（LCZ G）的温度最低,均值为29.94 ℃;③ 根据福州城市发展的时空特征,将主城区分为二环区与三环区进行LCZ类内温度差异的比较分析,可以发现主城区内的主要LCZ建筑类别存在0.5~1.5 ℃的类内差异,造成这一差异的主要成因包括植被、水体等环境要素配置、建筑布局与邻近效应;④ 建筑层高与地表温度呈现显著的负相关关系（r=-0.858, p< 0.001）,并且由于高层建筑对太阳辐射的遮挡,其建筑阴影能够部分降低周边相对低矮建筑的表面温度和区域温度;⑤ 在今后的规划中,低矮连片的高密度居住区是改善城市热环境的重点区域,同时高层建筑虽有一定的降温效果,但对于城市风道的阻挡作用不可忽视,应留出足够的城市通风道。     

华北速览

正北京基准地价更新尝试网格化管理近日,北京市国土资源局公开举行基准地价更新成果听证会,广泛听取各位代表的意见和建议。与会听证代表认为,随着北京市经济社会的快速发展,土地利用格局和价格水平发生了很大变化。适应当前首都发展的阶段性需求,更新基准地价,反映城市地价空间分布规律,为公共管理活动提供基础参考和服务,对促进市场经济健康发展具有积极意义。     

日照市城区基准地价动态变化特征及成果分析

基准地价是政府加强地价管理和合理引导城市土地市场健康发展的依据,反映了城市地价水平的变化趋势,在地价体系中居于基础地位。该文对比研究了日照市城区2010年、2013年城区基准地价成果,对基准地价内部结构比率进行了计算,分析了基准地价动态变化的特征,并对2013年新一轮基准地价更新成果的合理性进行了判定,使得基准地价在实际应用,能更好的发挥其作用。     

北京市城市形态与热岛强度关系的日夜对比研究

近年来城市热岛效应日益严重,深入理解城市形态与热岛强度的复杂关系对缓解热岛效应意义重大。然而当前城市形态与热岛强度关系研究多聚焦于日间,研究结果也仅适用于日间热环境改善。针对此问题,以北京五环内区域为研究区,以街区为基本分析单元,基于经典的最小二乘回归、地理加权回归和新兴的多尺度地理加权回归模型分析了城市形态与热岛强度关系的日夜差异。主要得出以下结论:①北京五环内的热岛强度空间分布格局在日间和夜间两时段差异显著,影响热岛强度的城市形态指标类别在两时段也不尽相同;②无论在日间还是夜间,多尺度地理加权回归模型性能均最优,其次为地理加权回归和最小二乘回归,表明城市形态与热岛强度关系具有明显的空间非平稳性,各形态指标对热岛效应的影响存在明显的尺度差异;③各形态指标的带宽在夜间更小,表明城市形态与热岛强度关系的空间非平稳性在夜间更强。基于以上研究结果,建议城市规划人员在开展以减缓热岛效应为导向的城市形态优化工作时,应更加注重时间针对性和空间针对性,从而制定出“因时段制宜”和“因街区制宜”的热岛减缓策略。     

居住小区视角下武汉市公共绿地可达性和公平性研究

城市公共绿地空间分布的合理性和公平性对居民生活和生态环境有重要意义。以武汉市中心城区为例,借助多源数据从供需平衡视角对城市公共绿地进行识别分类,采用重力型两步移动搜索法和空间公平性评价模型测度居住小区尺度的城市公共绿地的空间可达性和公平性。结果表明,研究区城市公共绿地可达性形成了长江东岸高于西岸、中心高于边缘、沿江沿湖地区高于其他地区的空间分布格局。同时在沿湖地区供给饱和现象严重,在人口密集未更新改造的老城区供给相对不足。     

雅鲁藏布江中游地区城乡居民点多尺度空间分异及自然因素影响分析

西藏高原土地面积广阔,但适宜人类居住的空间却高度集中于局部地区,其中雅鲁藏布江中游地区是西藏高原最重要的人口承载区。利用核密度、空间“热点”探测和地理探测器等方法,从“居民点斑块-样带-研究区全域”构成的点-线-面多尺度揭示了雅鲁藏布江中游地区城乡居民点的规模、形态和密度的空间分异特征,并分析了自然因素对城乡居民点空间分异的影响。结果表明：① 全域尺度上,雅鲁藏布江中游地区各乡镇居民点规模空间差异较大,基本形成以“彭措林乡-增期乡”为轴线的南北对称态势,居民点形态普遍规则,密度总体偏低;② 样带尺度上,仅有拉萨河样带的密度分布呈线性分布,雅鲁藏布江样带和湘曲-年楚河样带的规模、形态和密度以及拉萨河样带的形态和规模在各自方向上均呈现非线性分布,即居民点东西方向呈现分布规模和形态“两端大中间小”、分布密度“两端小中间大”的特征,而南北方向规模、形态和密度均呈现“南大北小”的特征;③ 斑块尺度上,居民点规模普遍较小,面积小于1000 m ²的数量高达19 099个,占比达到55.14%;斑块形态比较规则,形状为规则类型的数量有21 256个,占比为61.37%;分布密度整体偏低,全域仅为0.34个/km ²;④ 自然要素中,海拔对居民点规模和密度的影响最大,地势起伏度和河流邻近性对居民点形态影响显著,而降水量对居民点的规模、形态和密度影响均不显著。     

城市人口空间分布模拟与格局分析——以沈阳市为例

人口分布空间结构是城市空间结构的重要组成部分。为准确地模拟城市人口分布,清晰地反映城市人口分布格局,本文利用沈阳市第五次人口普查资料,采用网格计算方法空间化人口数据、地统计学的空间插值方法模拟人口分布。同时,用DEM模型方法识别城市人口分布格局,分析人口分布特征。结果是:沈阳城市内部人口分布具有较高的不均衡性和聚集性;城市人口密度分布不符合单核心圈层式范式,具有11个明显的人口分布核心;在城市中心区域,人口分布的区域化特征更为显著;人口分布主要受到相近的两个人口核心的影响。该研究同时表明中国市场经济体制背景下,城市人口分布特征具有较高的复杂性。对于城市人口分布规律及影响人口分布的动力机制,需进一步研究。     

支持自动综合的多尺度三维建筑组织与管理

多尺度数据的有效组织与管理是实现三维建筑自动综合及多尺度应用的基础。本文对空间数据综合与多尺度表达数据管理方法的研究现状进行了分析。根据三维建筑自动综合的特点,本文提出了一种基于R树的多尺度三维建筑空间索引模型——GAMR树（Generalization Area Multi-representation R Tree）;对GAMR树的定义和结构进行了详细描述,设计了顾及GAMR树高度与所选长度阈值关联关系的索引构建方法。针对三维建筑特点,设计了一种支持多尺度区域对象完整查询的检索方法,并根据建筑特征的可辨性,实现了顾及视线角度对投影长度影响的三维建筑模型多尺度可视化方法。实验证明,GAMR树能很好地适用于三维建筑多尺度模型的组织与管理,对三维建筑几何模型的自动综合具有重要意义。     

基于Mann-Kendall法的长三角城市集聚效应空间结构研究

以长三角地区为研究区域,以制造业劳动力城市分布为研究对象,运用Ripley's K函数多尺度识别制造业劳动力空间集聚模式;并利用Mann-Kendall检验方法,查找制造业劳动力边际集聚突变的空间尺度,以此揭示长三角地区城市集聚效应的主要空间特征。发现主要有:①长三角地区制造业劳动力在空间上显著集聚,随着空间尺度的增加,集聚程度与空间尺度呈倒"U型"关系。当空间尺度为155 km时,长三角地区制造业劳动力集聚范围达到最大,此处城市间向心力和离心力实现均衡;②由Mann-Kendall检验结果可知,60 km是城市集聚效应间结构的突变点,即长三角地区地级市之间、地级市与直辖市间距离应不低于60 km,这种城市群结构将使得地级市下辖的县级市、县等既能享受城市集聚效应又能避免拥挤效应等不经济因素,具备较佳的发展条件;③在突变范围内,长三角地区城市集聚效应呈现"中心—外围"层级空间结构,以上海、苏州等中部地区城市为极核,带动周边城市发展,经济影响逐级向外递减。江苏北部、浙江南部城市集聚效应最小,表现出明显的梯度特征和地域差异性,这意味着长三角地区城市发展仍不均衡。     

基于数字高程模型的城市地表开阔度研究——以南京老城区为例

 城市地表开阔度是对地表形态开阔程度的定量描述,间接反映了通风、日照等城市物理性能。本文基于城市数字高程模型,以自然地形较为起伏的丘陵城市——南京为例,采用以光线追踪算法为核心的栅格计算模型,对南京老城区的地表开阔度进行了计算,并以典型样区分析和街区统计为方法,综合分析了建筑与自然地形对城市地表开阔度的影响,结果表明:南京老城区公共绿地、广场以及文物古迹用地的地表开阔度相对较高,均大于0.8,社区中心和居住用地的地表开阔度相对较低,均小于0.6,突出特点是居住用地地表开阔度小于金融商业用地。地表开阔度相对较低的街区主要临近主干道,形成较为明显的西北——东南方向分布的条带状特征,整体呈现出中心条带低四周高的宏观特征。     

基于地表能量平衡的厦门岛城市功能区人为热排放分析

人为热排放不仅是城市热岛形成的重要因子,而且是与能源消耗密切相关的指标,对其大小和变化特征进行分析有利于减缓城市热岛与节能减排。本文以厦门岛为研究区,利用2009年多时相的Landsat TM影像和地表能量平衡模型反演出不同季节的人为热排放,在此基础上结合IKONOS影像解译的城市功能区,分析不同类型城市功能区人为热排放的时空变化特征。结果表明：不同类型城市功能区的人为热排放均在夏季达到最大,春季最小;工业区的人为热排放一直高于其他类型的城市功能区;工业区人为热排放高值区主要集中厦门岛西部传统的重点工业区,交通区人为热排放高值区的空间分布与厦门岛“三纵四横”的交通干线分布格局相吻合,居住区人为热排放高值区主要集中在旧城区,商业及公共设施区人为热排放高值区主要集中在单体建筑大的商圈和公共设施;总体上厦门岛西部的人为热排放比东部要高。这种时空分布的差异性与用地类型、人口数量与经济发展程度密切相关,而且建筑物的密度、高度和下垫面的材料通过影响其他地表通量来改变人为热排放的大小。通过分析不同城市功能区人为热排放的时空变化特征,可以从更微观的角度理解城市热环境和能源利用现状,为促进城市可持续发展提供理论依据。     

基于局地气候分区的济南市热环境空间分异及其 影响因素

城市地表覆被及空间结构不同,导致热岛效应不同,城市热环境存在空间差异。局地气候分区（LCZ）在城市热岛研究方面得到了广泛应用。合理划分LCZ、科学制定LCZ分类标准,是基于LCZ研究城市热岛的关键技术问题。本文基于济南市城市路网、DEM和建筑大数据划分LCZ,利用Landsat 8遥感影像反演地表温度,采用克里金法进行气温空间插值,以地表温度和气温综合表达城市热环境。在此基础上,采用方差分析方法研究了城市热环境的空间分异特征和LCZ类内热环境差异,采用相关分析方法研究了城市热环境的影响因素。结果表明：① 济南市地表温度和4:00、8:00、14:00的气温空间分布格局差异明显,存在较高温度异常值的LCZ数量分别占全市LCZ总数的0.25%、1.60%、4.05%和3.96%。建筑密集区域地表温度较高,同时包含分散的较高气温区,呈现热岛效应;② 不同类型LCZ的地表温度和不同时刻气温平均值存在明显差异。高层低密度、高层中密度、中层低密度等类型存在较高气温异常值的数量分别占较高异常值总数的47.37%和33.33%、9.65%,类内热岛效应明显;③ LCZ类型不同,类内热岛效应存在差异。低层低密度、中层低密度、高层低密度和高层中密度等类型所处位置高程不同,其方差分析的P值均小于0.05,热岛效应存在显著差异;④ LCZ所处位置高程不同,建筑空间分布指标对城市热环境的影响各异。总体而言,地表温度与建筑平均高度呈负相关,且达到了0.05以上的显著性水平,而气温与之呈正相关,且达到了0.001的显著性水平;城市热环境与建筑基底面积及建筑体积的平均值和标准差、建筑密度、容积率等指标的正相关性达到了0.001的显著性水平,这些指标对城市热环境的正向影响作用明显。     

基于Voronoi图的高密度城区停车场空间布局分析——以广州市海珠区为例

停车场是高密度城区基础设施的重要组成部分,对人口、道路、建筑等具有一定空间依赖,并形成其特定的分布规律。本文以广州市海珠区为例,运用Voronoi图对高密度城区停车场空间布局特征和空间聚集度与其影响因子的空间自相关性进行了GIS系统分析。通过研究区内及各街道区域内建立停车场Voronoi多边形,计算CV值、聚类指数及停车场聚集度。分析表明:(1)在高密度城区内,全区范围及各街道区域内停车场有集聚布局的趋势。集聚核出现在西北面江南大道商业圈和北面广州新中轴线贯穿的海珠区中心区段,高密度城区停车场有围绕商圈、中心发展区等高密度城区特征,突出区域集聚的趋势。(2)人口密度、道路密度、建筑密度等因子在全局及局部上影响着停车场的空间布局,而人口密度的影响最明显。(3)高密度城市化发展水平越高,各影响因子对停车场的密度与集聚程度影响越显著。     

车载激光扫描数据中建筑物立面快速提取

本文提出一种结合多种投影影像从车载激光扫描数据中提取建筑物的方法。该方法首先将点云数据投影到XOY平面,生成多种投影影像;然后结合建筑物几何语义特征,对已获取的投影影像进行几何约束与形态学运算,得到建筑物种子区域;在此基础上,通过设置高差阈值,在最高高程影像上进行建筑物种子区域的八邻域区域生长,得到建筑物区域;最后将影像上的建筑物区域反投影到三维空间,提取出建筑物目标。实验结果表明,该方法能有效提取点云数据中的建筑物立面,取得较高的正确率和完整率,且大大提高了计算效率。     

典型深街谷内树木空间配置对行人呼吸高度处气流的影响

为揭示树木的不同空间配植方案对行人呼吸高度气流的影响,本文将树木视为均匀多孔介质,通过附加源项法从空气动力学角度用CFD模拟了H/W=2的典型深街谷几何内4种树木配植情景,实验表明,不同空间配置下树木对街谷内行人呼吸高度处局地气流的影响强弱在空间分布模式上差异悬殊：① 均匀种植的树木对街谷内行人呼吸高度的气流起到阻碍作用,不均匀种植则有效提升街谷的整体流速。4种空间配植方案下树木对气流的影响程度不同,阻碍作用从大到小的顺序为均匀间距8 m（Spa8m）>均匀间距6 m（Spa6m）>均匀间距20 m（Spa20m）>不均匀配植（Non-uniform）;对应的平均气流增强指标顺序为$\bar{D}_{spa8}$（-19.31%）<$\bar{D}_{spa6}$（-16.14%）<$\bar{D}_{spa20}$（-10.73%）<$\bar{D}_{non-uniform}$（1.25%）。② 对比不均匀和均匀的种植方案,不均匀植树的街谷内部行人呼吸高度的气流流速比其对照案例（均匀植树Spa8m方案）整体增强了106.49%。街谷中部不种树,在街谷两端配置树木并预留足够的自由空间的不均匀植树方案,能够让角涡渗入街谷中部,促使街谷内部的垂直漩涡和两端的水平角涡运动,增强湍流和垂直交换,有效减少了街道两端“风口效应”和街道中部“风影效应”的区域,改善了整个街谷行人呼吸平面的风环境。④ 合理空间配置的树木能够改善街谷内部的行人风环境。街谷内行人呼吸高度处的气流对局地条件很敏感,树木的局部配置（空间簇集、密度）将引起强烈的空间变化。在既有城市建筑布局条件下,如何通过谨慎的景观设计,利用树木等城市绿化措施有效地改善城市的行人风环境,缓解污染扩散、疾病传播等问题,本文的方法可提供一定的参考。     

山城眺望空间OSCA模型构建及应用

山体是大自然赋予城市的天然景观资源,通过山与城市中建筑群构成的山城空间关系,可形成多类型的眺望景观。当前山城眺望景观在建设热潮中不断被破坏,逐渐消失在林立的高楼中,需要进行一定的控制和保护。以济南市中心城区为例,基于眺望控制分区,寻找城市建筑发展演变、分区建设的规律,结合元胞自动机与多智能体,提出基于眺望景观控制下的山城眺望空间CA-OSCA模型（Overlooking Space Cellular Automata）,构建山城眺望空间演变模型。利用GIS等数据分析平台,对模拟结果进行分析,构建真实城市空间下的未来山城眺望空间景观三维模型,以更加直观、真实地方法探讨在眺望景观分区控制的影响下,未来城市空间结构的发展模式,最终为未来山城眺望景观空间的控制与保护以及眺望景观保护下,山城城市未来空间发展结构提出发展策略。     

闽台建设用地图像数据空间特征分形对比研究

利用2002年闽、台ASTER影像数据,运用分形几何学理论、数理统计方法,对闽台建设用地分布的空间特征进行分析。研究结果表明,分维值是定量刻画土地利用类型空间格局的重要参数,对遥感影像中直接提取土地利用类型的图形因子进行不同区域土地利用分形结构的差异研究,具有快速、方便、准确的性质。闽、台建设用地斑块的空间分布具有分形特征,其空间形态受自然和人文两方面因素,特别是地形地貌和交通的影响十分明显。同时台湾建设用地的平均斑块面积、分维值和规模大的斑块比重均高于福建,反映了闽、台建设用地空间特征的区域差异,这对闽、台两地,特别是福建省加强建设用地规划,合理配置空间资源,及福建省加强中心城市建设和交通规划等方面具有重要的指导意义。     

基于地理探测器的南京市住宅租金空间分异格局及驱动因素研究

以南京市“一主三副”住宅小区为研究单元,运用GIS中的渔网（Fishnet）分析和探索性空间数据分析（ESDA）对“一主三副”住宅租金的空间分布进行模拟和估计,并利用地理探测器模型从住宅小区的区位特征、建筑特征和邻里特征3个方面探究住宅租金空间分异的影响机制。结果表明：① 南京市住宅租金总体呈上升趋势,空间上表现出主城向副城递减的中心外围模式,住宅租金空间结构逐渐由单核向双核发展,且住宅租金存在显著的空间异质性;② 住宅租金呈现出明显的空间正相关性和区域集聚性,热点区自内城核心区至副城趋于弱化,冷热点空间格局呈圈层结构;③ 交通位势和中心位势是对一主三副住宅租金解释力最大的因素,商务配套、金融设施和住宅房龄的解释力次之,特征因素对主城副城租金的影响强度各异。     

三维地籍与城市立体空间开发的信息技术应用分析——以南京市为例

随着城市化进程不断推进,我国各大城市普遍出现了城市规模迅速扩大,人地矛盾日益显著的现象,而随着国家建设资源节约型与环境友好型社会的发展战略调整,传统的外延扩张模式已不再适应新形势下的城市土地利用,城市普遍进入了土地立体开发的阶段。为了适应当前城市三维开发与管理的需要,本文通过对三维地籍与城市立体开发之间的关系加以分析,讨论了三维地籍建设的必要性和可行性,而后按照三维地籍建设流程,从数据采集、存储、管理、表达和应用等方面,探讨了三维地籍建设的关键技术,特别是结合当前二维地籍管理成果和三维空间数据的兼容与衔接管理,提出了三维地籍建立过程中法规、实践试点和部门协调等方面的政策措施建议,以实现地籍数据和管理的连贯性和一致性。最后,以南京市为例,总结了南京市当前采用特殊地籍号与单独存储的方式处理地下空间土地范围勘测定界与土地权利登记的方法,并且结合网上看房系统详细分析了GIS、RS、GPS技术、摄影测量技术、虚拟现实技术和网络技术等信息技术,在三维地籍建设中的应用和不足,提出适应南京市现状和技术发展趋势的三维地籍建立方法。