Defining and generating axial lines from street center lines for better understanding of urban morphologies

Axial lines are defined as the longest visibility lines for representing individual linear spaces in urban environments. The least set of axial lines that cover the free space of an urban environment or the space between buildings constitute what is often called an axial map. This is a fundamental tool in space syntax, a theory developed by Bill Hillier and his colleagues for characterizing the underlying urban morphologies. For a long time, generating axial lines with the help of some graphic software has been a tedious manual process that is criticized for being time consuming, subjective, or even arbitrary. In this article, we redefine axial lines as the least set of individual straight line segments mutually intersected along natural streets that are generated from street center lines using the Gestalt principle of good continuity. Based on this new definition, we develop an automatic solution for generating the newly defined axial lines from street center lines. We apply this solution to six typical street networks (three from North America and three from Europe) and generate a new set of axial lines for analyzing the urban morphologies. Through a comparison study between the new axial lines and the conventional or old axial lines and between the new axial lines and natural streets, we demonstrate with empirical evidence that the newly defined axial lines are a better alternative for capturing the underlying urban structure.     

Street‐based topological representations and analyses for predicting traffic flow in GIS

It is well received in the space syntax community that traffic flow is significantly correlated to a morphological property of streets, which are represented by axial lines, forming a so called axial map. The correlation co‐efficient (R ²) approaches 0.8 and even a higher value according to the space syntax literature. In this paper, we study the same issue using the Hong Kong street network and the Hong Kong Annual Average Daily Traffic datasets, and find surprisingly that street‐based topological representations (or street–street topologies) tend to be better representations than the axial map. In other words, vehicle flow is correlated to a morphological property of streets better than that of axial lines. Based on the finding, we suggest the street‐based topological representations as an alternative GIS representation, and the topological analyses as a new analytical means for geographic knowledge discovery.     

基于路网分割的京津冀城乡空间识别及特征分析

提出一种基于路网分割应用于区域尺度快速识别城乡边界的方法。该方法利用路网与城市空间格局的强耦合联系,通过城乡斑块地理分割与精度计算确定城市斑块的最优解,识别区域城乡空间。以京津冀为例开展方法验证,分析了区域城乡空间格局、路网特征及城市用地经济效率。结果表明,该方法识别精度较高,可用于低成本、快速、高效的区域城乡空间识别;京津冀城市空间格局呈现“大京津、小河北”的差异性,路网密度特征呈现京、津、石3个显著的高密度区域,二者存在高耦合性;2015年该区域城市用地经济效益总体良好,石家庄、保定、和承德3市综合效率值欠佳,需进一步提高土地利用效率。     

高密度城区建筑图斑智能识别与屋顶绿化适建性评估——以成都市为例（英文）

随着城市扩张,城市绿地被占用,城市热岛效应严重,对城市建筑屋顶面进行绿化,是增加城市绿地面积、改善城区生态环境的有效途径。针对高密度城区建设用地趋于饱和及生态环境难以拓展的现状,本文利用高分二号卫星影像,通过深度学习辅助人工修正获取研究区精确建筑图斑,建立含屋顶自身属性特征、自然环境特征、人文社会环境特征的屋顶绿化评价指标体系,运用层次分析法计算非屋顶自身属性特征的权重值,通过空间连接、加权叠加等空间分析方法综合评估适宜绿化的屋顶面。文章以成都市三环线以内区域为示范区展开研究,研究结果表明,通过深度学习获取的精确的建筑图斑,可以提高实验效率;而通过特征提取的方法,可对不适宜绿化的屋顶面有效地进行分类,精度达86.58%,其中适宜绿化的图斑数量占总数比48.08%,高适类、中适类、低适类的建筑图斑占比分别为45.32%、38.95%、15.73%,高适宜绿化建筑主要分布在成都市一环区及一环区以外西部地区。研究结果可为后续空间规划研究提供有效数据支撑。     

北京城市绿地景观变化及其生态系统服务评价（英文）

城市绿地系统作为城市生态系统的一个非常重要的组成部分,在维护城市生态系统稳定、提供生态系统服务以及提高城市环境质量等方面起着积极的作用。本研究以北京市城市区域为例,基于城市绿地空间分布数据和遥感数据,分析了2000-2020年城市绿地景观格局的变化,以及城市绿地生态系统服务及其空间分布的变化,并研究了它们之间的相互作用关系。结果表明：(1)2000-2020年北京城市绿地建设成效较为显著,绿地面积增加了77.41%,主要由耕地和建设用地转变而来。(2)2000-2020年北京城市绿地滞尘量、吸收SO₂量、吸收NO₂量、降温增湿量、固碳释氧量和暴雨缓排量总体上均呈持续增加的趋势。(3)城市绿地景观变化与绿地生态系统服务之间关系密切,斑块总面积与生态系统服务的相关性最高,除暴雨缓排外,斑块总面积与各项生态系统服务之间的相关系数均高于0.85。研究结果可以为优化北京绿地、更大程度发挥绿地对生态环境的改善作用提供理论指导,为北京市的生态环境建设提供科学依据。     

A Review of: “Applications of Spatial Data Structures: Computer Graphics,Image Processing,and GIS”. By H. SAMET. (Addison-Wesley Publishing Company,Inc, 1989.) [Pp. xv + 507; figures,tables, appendix,references, name and credit index,subject index.] Price US $49.95. ISBN 020150300 X (hardback).

The introduction of automated generalisation procedures in map production systems requires that generalisation systems are capable of processing large amounts of map data in acceptable time and that cartographic quality is similar to traditional map products. With respect to these requirements, we examine two complementary approaches that should improve generalisation systems currently in use by national topographic mapping agencies. Our focus is particularly on self‐evaluating systems, taking as an example those systems that build on the multi‐agent paradigm. The first approach aims to improve the cartographic quality by utilising cartographic expert knowledge relating to spatial context. More specifically, we introduce expert rules for the selection of generalisation operations based on a classification of buildings into five urban structure types, including inner city, urban, suburban, rural, and industrial and commercial areas. The second approach aims to utilise machine learning techniques to extract heuristics that allow us to reduce the search space and hence the time in which a good cartographical solution is reached. Both approaches are tested individually and in combination for the generalisation of buildings from map scale 1:5000 to the target map scale of 1:25 000. Our experiments show improvements in terms of efficiency and effectiveness. We provide evidence that both approaches complement each other and that a combination of expert and machine learnt rules give better results than the individual approaches. Both approaches are sufficiently general to be applicable to other forms of self‐evaluating, constraint‐based systems than multi‐agent systems, and to other feature classes than buildings. Problems have been identified resulting from difficulties to formalise cartographic quality by means of constraints for the control of the generalisation process.     

藏、汉对比视角下的城市空间环境认知研究——以中国西藏日喀则市为例

以分布式认知理论为基础,采用质性研究法、数量分析法以及GIS空间分析技术,探讨日喀则市藏族、汉族居民对城市空间环境认知的异同性。研究表明,藏族对城市空间环境的认知得分高于汉族对城市空间环境的认知得分。藏族、汉族对城市空间环境的认知水平可分为高、中、低3类。认知空间呈现圈层结构与混合结构模式,可分为藏汉一致性、藏族独立以及汉族独立3种认知空间类型。影响居民对城市空间环境的认知因素有共性因素和差异性因素。景观走廊质量、宜居性、基础设施两项是藏族居民关注的主要影响因素,汉族居民更关注公共服务设施的服务能力以及对当地文化的融入感。     

1936年以来南京城市空间扩展特征研究

城市交通网络的发展是城市空间扩展的重要表征和驱动力。以1936—2015年间6个代表性年份的城市交通地图为数据源,提取相应年份南京城市轴线图,利用基于空间句法的整合度、城市扩张强度（SS-EII）和智能度指数,分析1936年以来南京城市空间扩展趋势和特征,划分演化阶段,并分析城市加速扩张阶段的空间扩展质量。结果表明：① 南京城市空间扩展大体经历了滞缓（1936—1971年）、复兴（1971—1982年）和加速（1982—2015年）三个阶段,逐渐突破老城区,向西南、东北、南部和西北实现全方位空间扩展,形成多中心空间结构。② 加速阶段空间扩展质量总体较高,交通网络建设逐渐与用地扩张相协调,并开始引导城市空间多中心扩散,但各中心间有机联系不足,导致城市空间整体性和空间效率有所降低。③ 应进一步加强多中心间的交通联系,促进人口、经济有机疏散,并提高城市空间整体性。     

1979-2014年长沙市城市功能用地扩展与驱动力研究

基于长沙市中心城区1979年、1989年、2003年、2011年、2014年5个年份的土地利用现状图,借助ArcGIS、SPSS分析工具,提取居住、工业、服务三大功能用地,从方向、圈层、强度、用地间转变及轴带趋向对长沙城市功能用地扩展的时空特征及驱动力进行研究。结果表明：① 用地扩展模式以“圈层式、轴带式”为主,并逐渐向“多组团式”过渡,由单一的向外扩展向内部功能间演替和外部扩展相结合转变。整体扩展方向经历了由“东、南、东南-西北、东、东南、北”的变化,但各类用地的扩展方向有所差异;② 从扩展强度看,居住用地远远高于城市总体扩展强度,造成了城市功能空间失衡的现象,服务配套明显滞后,部分分区在扩展过程中,出现了与规划定位严重不符的矛盾;③ 功能用地间的转变主要集中在城市核心区,表现出以核心-外围明显分异的差距。外围片区的功能较为单一,融合度不够,未来应增强配套服务功能。④ 从经济驱动力、政策调控力、生态制约力与吸引力、社会助推力四个方面分析了功能用地扩展时空差异的驱动因素。⑤ 从“问题导向-现象归纳-本质剖析-策略应对”提出了城市功能用地扩展研究的基本研究框架。     

国外城市系统智能体模型的科学计量分析

智能体模型用于自下而上模拟城市系统.当前综述性研究多关注其原理和缺陷等,而对研究内容演化的梳理尚不够细致.故运用主路径和冲积图分析,基于文献引用网络和关键词共现网络,梳理了国外城市系统智能体模型的研究脉络.结果 表明,土地利用是核心研究领域,居住隔离、城市增长和交通等亦是重要应用主题;元胞自动机、网络分析等方法在200...     

石库门里弄和工人新村的日常生活空间比较研究

石库门里弄和工人新村分别是上海近现代以来日常生活建筑形态的典型代表,在上海城市日常生活空间的形成和演变中起着重要的作用。空间是社会生活的结构因素,本文选取石库门里弄和工人新村为研究对象,研究两者各自的日常生活空间构筑,分析基于不同空间的社会结构形成以及与构筑空间之间的联系,并且研究不同的社会空间对居住主体——人的文化性格的影响和塑造。     

瞬变人口统计方法的建立及其功能

本文阐述了瞬变人口统计方法的基点,并针对谷瞬变场所的主要特征,设计了统计参数,建立了相应的数学模式,从而可将其动态人口换算成便于编制城市人口地图的常态人口。     

人文主义地理学对城市空间文本的解读——以《北京文脉》插图为例

人文主义地理学是地理学的一种认识论,其特点是我向性、诉诸情感和感悟性。以往的人文主义地理学分析案例多关注地方感的主体性,而对认识与被认识的循环过程中的人文主义特点关注不够。本文以《北京文脉》一书的三幅插图为例,对比插图者自述和读者(本文作者）的读后感,分析北京城市空间认识过程中的人性提升。主要结论有二,一是在三幅插图的作者和读者的空间认识过程中,感悟性更重要;二是插图作者和读者均经历了“文本—基于文本的感悟—超越文本的提升”的认识循环,这个过程是人性提升的必然途径。因此,在每次修改城市规划时,人们一定要回答人性有何提升。     

河谷型城市居住环境剥夺的识别及其影响因素——以兰州市主城区为例

居住环境质量提升是城市高质量发展的重要内容,而其设施的不均衡性、可获取性与可选择性差异对居民的生活质量、情感需求具有显著的剥夺影响。本研究以兰州市主城区居住区为研究对象,以各类城市设施的POI为数据源,通过构建居住环境剥夺评价体系定量识别其剥夺程度并对影响因素作出分析,结果表明：① 居住环境的综合剥夺在东西狭长的河谷城区上呈现出重心偏东的“核心-边缘”分布格局,高剥夺区集中在河谷边缘区以及西部城区,低剥夺区呈现于河谷中心区与东部城区。② 居住环境的正向维度基本呈现出河谷中心区剥夺程度低,河谷边缘区剥夺程度高的态势;负向维度在空间上则呈现出与正向维度反向的分布趋势。③ 河谷型城市居住环境剥夺格局是城市形态、居住区区位、城市的动态扩张次序、居住区密度以及政策规划等多重因素共同导致的结果。其中,城市形态下的空间可达性制约着城市空间的开发时序,进而影响设施的空间配置水平;居住区区位制约着居住区自身对设施的选择性与环境干扰性;城市的动态扩张导致了河谷城市开发周期的不同,进而导致新旧城区设施配置的不同;居住区密度对城市设施的配置具有一定的引导作用;政策规划对居住环境剥夺格局具有重构作用。     

全球化背景下封闭社区形成的影响因素与空间效应

随着经济全球化和西方新自由主义政策推行,封闭社区以其空间私有化、社会分异与隔离的特征成为一种特殊的全球现象。封闭社区对城市社会、政策和经济发展等方面具有重大影响。本文在对国内外研究成果总结的基础上,探讨封闭社区的性质、类型和形成的影响因素,并重点讨论封闭社区对城市空间发展与演变的影响。封闭社区具有物理空间封闭性、社会空间隔离性和文化空间契约性,是经济全球化与新自由主义政策、制度环境与历史文化变迁和多元主体共同作用的产物。在空间效应上,封闭社区影响着城市物质空间、社会空间和文化空间的塑造和演变,进而深刻影响城市空间演化与城市发展。最后,从城市政府和城市规划的角度讨论封闭社区的治理建议。     

城市边缘区人居环境与城市化关系研究——以大连市甘井子区为例

城市边缘区是城市地域结构的一个重要组成部分,是城市向乡村转化的过渡地带,也是土地与空间利用方式最富于变化的地域实体,其在城市化进程中最具经济、社会和环境的敏感性特征。城市人居环境是指在一定的地理系统背景下,进行着居住、工作、教育、卫生、娱乐等活动从而在城市立体式推进的过程中创造的环境。它是自然要素、人文要素和空间要素的统一体。首先,构建城市边缘区人居环境指标体系,利用层次分析法,得到边缘区人居环境的发展指数,然后,根据最近几年的数据对人居环境发展指数进行预测,最后,对边缘区人居环境发展和城市化之间的关系进行相关分析,利用回归模型可以对城市化水平进行预测研究。     

北京城市边缘区非农产业活动特征与形成机制*

考察了北京主城边缘区的非农产业结构与空间特征,揭示了二者的交互演进过程:非农产业的发展是城市边缘区形成的重要标志,产业结构的升级促进了边缘区的圈层扩展和空间演进;边缘区的外移过程中,制造业具有稳定的优势,交运仓储、生产资料租赁等传统生产者服务业的优势也随之强化,但空间黏滞性较强的旅游、体育等行业则促进了边缘区产业结构的时相差异性。文章对城市边缘区"年轮式"的圈层扩展进行了定量实证分析,并将其实现的微观路径归纳为飞地式、轴向、填充式和外推式等四种扩展模式。城市规划、城郊高速公路和开发区建设、地价和综合环境的改善是城市边缘区产业空间演变的重要动力。城市空间优化和产业结构调整的结合是解决边缘区产业、空间和社会问题的有效途径。     

复杂网络视角下的城市人流空间概念模型与研究框架

城市内人流特征研究一直是城市地理学和城市空间研究的重要领域之一.针对已有相关研究存在仅侧重于从人口规模、密度视角分析空间分布及格局特征,而对隐藏于空间分布背后,因人流动而建立的空间交互关系关注不足的问题.本文以流空间理论、复杂网络理论、空间行为交互理论为理论基础,立足基于流、网络剖析城市内部空间中各要素间的相互作用及关...     

中国城市经济区划分的初步研究

本文建立了城市经济区划分的理论与方法——d△系和R_d链法,应用33个指标对全国434个城市进行了综合实力的R型因子分析评价,并进行了不同层次d系的划分和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级d△系和R_d链组建,提出了我国两大经济发展地带、三条经济开发轴线、九大城市经济区和33个Ⅱ级城市经济区的城市经济区区划体系设想。     

城市绿色空间格局时空演变及其生态系统服务评价的研究进展与展望

科学合理的城市绿色空间格局是城市可持续发展的物质空间保障,对其时空演变和影响因素进行研究,可揭示城市绿色空间在城市化进程中各要素与演变过程的复杂关系,以确保城市生态系统服务功能的正常发挥。在生态文明建设背景下,城市绿色空间将在多尺度国土空间规划中发挥积极作用,然而城市绿色空间规划与国土空间规划如何衔接却有待商榷。因此,论文在梳理城市绿色空间概念界定和发展历程的基础上,一方面讨论城市绿色空间格局的时空评价、驱动因子、情景模拟及优化策略的研究进展;另一方面总结生态系统服务在城市绿色空间格局评价中的应用进展。通过归纳以上研究内容,提出国土空间规划体系中有关城市绿色空间格局的评价及优化框架,以期为新时代背景下的城市绿色空间规划提供参考。