城市居住区三维景观变化规律与影响因素

基于1997年1∶10000航片以及2002、2005和2008年QuickBird数据,应用Barista软件以及GIS、RS技术,提取了沈阳市铁西区居住区建筑物的三维信息,采用道路密度、绿化率、建筑平均高度、高度标准差、建筑覆盖率、容积率、建筑体形系数以及人口密度和人均GDP等指标,分析了1997—2008年铁西居住区改造过程中三维景观的变化规律与影响因素.结果表明:1997—2008年,铁西居住区工业建筑面积比重降低,商业与其他公共类建筑面积比重增加,居住、教育与医疗建筑面积比重基本保持稳定;研究区建筑数量减少,建筑覆盖率及体形系数降低,容积率、平均高度、高度标准差及道路密度、绿化率升高;在居住区有限的空间内,人口与经济活动容纳能力提高的同时环境质量也有所提高,建筑高度变异程度增大,建筑能耗降低.人口密度、人均GDP与容积率、道路密度和绿化率呈正相关,与建筑覆盖率呈负相关.     

铁西区建筑景观时空变化特征及影响因素

城市建筑景观的时空演变特征对城市改造与规划的合理调整有重要的指导作用。本文基于Barista软件、GIS、RS等技术,提取了建筑物的3D信息,并采用建筑占地面积比重、建筑平均高度、建筑密度、建筑形状指数与空间质心模型等指标,分析了沈阳市铁西区建筑景观的时空变化特征与影响因素。结果显示:从1997—2008年,居住与商业建筑占地面积比重增加,工业建筑占地面积比重下降,建筑形状越来越规则,建筑密度降低,建筑在垂直方向上扩展;3个时段内,建筑景观变化的质心先由居住区向工业区转移,再由城市中心向外围移动;经济发展、人口增长与建筑平均高度呈正相关,与建筑密度呈负相关。城市改造政策对城市建筑景观的变化有重要的影响。随着离道路距离的增加,建筑平均高度降低,建筑密度先增高后降低。     

基于QuickBird的城市建筑景观格局梯度分析

研究城市建筑景观的梯度变化特征,对城市规划与管理的合理调整有着重要的意义.应用QuickBird影像,基于Barista软件提取了建筑物三维信息,采用建筑平均高度、建筑密度、容积率、建筑高度标准差、建筑体形系数等指标,结合梯度分析法研究了铁西区建筑景观格局的梯度变化.结果表明:从1997到2008年,低层与多层建筑是主要的建筑景观组分,平房与低层建筑占地面积比重显著下降,多层、中高层与高层建筑比重上升.建筑平均高度、容积率与建筑高度标准差逐年上升,建筑密度、建筑体形系数与景观形状指数下降.建筑向垂直方向扩展,建筑能耗降低,形状更加规则.建筑景观的梯度变化与距市中心距离的远近没有关系,与区域功能相关,商业区建筑平均高度与容积率最高,政府所在地范围内建筑密度最大.     

铁西区城市改造过程中建筑景观的演变规律

探索城市改造过程中景观的变化规律对城市景观变化的预测有重要的指导意义。以沈阳市铁西区1997、2002、2005、2008年建筑物三维信息为基础数据。按照建筑物使用性质将其分为居住、工业、商业、教育与医疗、其他建筑5类,按照建筑物的高度将其分为平房、低层、多层、中高层、高层和超高层6类。采用转移矩阵法分析了不同时段建筑类型的更替规律。并将探索性空间数据分析法应用于建筑改造空间分布特征的研究。结果显示:1997到2002年,居住建筑是建筑改造的主体。2002年后,工业建筑成为建筑改造的主体。1997到2008年,不同高度类型的建筑更替顺序为:平房→低层建筑→多层建筑。新增建筑先以低层为主,后以中高层,逐渐以高层为主。建筑改造在空间上并不是随机分布的,而是存在显著的空间正相关关系。在局部空间范围内,建筑改造呈现成片集中改造的现象。     

不同空间尺度三维建筑景观变化

以沈阳市铁西区建筑物三维信息为基础数据,从建筑高度、密度、体积与体形、分布均匀度与空间拥挤度等方面构建了三维建筑景观评价指标,分别从区域、功能分区和梯度带3个角度分析了三维建筑景观的变化特征.结果表明:从1997年到2008年,铁西区建筑向垂直方向扩张,建筑空间分布越来越不均匀,空间拥挤度、建筑平均体积与容积率逐渐增大;居住区平均高度、平均体积、覆盖率、容积率、空间拥挤程度最小,建筑分布最均匀;商业区除建筑高度变异系数和平均体形系数最小外,其余指标值最大;工业区高度变异系数和平均体形系数最大,空间分布最不均匀;从梯度带上看,建筑使用类型的差异决定了三维建筑景观的变化特征.     

深圳市福田区三维城市景观格局变化特征

城市景观是景观变化最快的类型之一,建成景观与绿地景观格局和功能的相互影响及空间配置是城市景观优化的核心。在紧凑型城市快速发展过程中,城市垂直方向增长成为主要扩展方式。如何定量分析三维城市景观格局变化,为城市景观优化提供科学依据还有待深入。选取深圳市福田区,以高分辨率遥感数据和建筑普查数据为基础,运用景观格局指数和景观连通性等方法定量分析建筑景观和绿地景观变化及空间影响。研究结果表明:(1)2003—2016年,福田区建筑景观主要表现为垂直向的立体扩展模式,新增建筑主要为高层和超高层建筑,建筑平均高度增加6.53 m,立体空间体积增加135.58×10~6 m~3,建筑密度仅增加2.42%,建筑景观高度差异逐渐增大,呈现出明显的三维空间异质性。(2)2003—2016年,建筑景观格局由"阶梯式"转变为"金字塔"形,受益于建筑景观的垂向增长,建成景观与绿地景观比例由1.20∶1调整为0.99∶1,建成景观减少4.03 km~2,绿地景观增加2.80 km~2。(3)建成景观的三维立体化释放了绿地景观用地空间,同时也限制了绿地景观的外部连通性,绿地景观连通性较低,大型绿地斑块间缺乏廊道连通,呈现孤岛化。研究可为城市景观空间优化和国土规划等实践提供科学依据。     

沈阳市铁西老工业区更新过程中建筑景观变化

我国处于快速的城镇化和城市更新过程中,城市扩展的研究多集中于边界扩张,而城市内部改造导致的格局变化研究不足。在遥感与GIS技术平台的支持下,以沈阳市铁西区为例,应用BRISTA软件和高分遥感影像,解译每栋建筑的三维信息,从建筑景观指标、统计分析、建筑景观更新格局和建筑平均高度自相关等角度分析了老工业区在更新过程中的建筑景观变化特征。结果表明,从1997—2011年,铁西区的建筑以多层建筑为主,单层建筑和低层建筑数量上总体呈下降趋势,多层建筑、中高层建筑、高层建筑和超高层建筑总体呈上升趋势;建筑景观向垂直方向扩张,建筑容纳能力提高,建筑能耗降低;建筑景观的更新与区域交通、与城市中心的距离和土地利用类型相关。建筑平均高度的空间分布与土地利用类型和距城市中心的距离相关。了解此过程中老工业区建筑景观的变化规律可为老工业区的城市规划与建筑更新提供有益的参考。     

沈阳城市三维景观空间格局分异特征

城市三维景观的研究有助于景观生态学研究向三维的发展和指导城市科学规划。本文利用Quick Bird影像提取了沈阳建成区的建筑三维信息,采用5个景观指标(平均高度、景观高度标准差、容积率、建筑体形系数和建筑密度)及空间统计分析方法研究了沈阳市建筑景观空间格局分异特征。结果表明:沈阳建成区的建筑景观主要以平房和多层建筑为主,中高层以上建筑数量最多的是铁西区,其他各区均有分布。沈阳市建成区不同高度的建筑在空间上呈现聚集分布状态并且存在显著的空间正相关关系;同时,沈阳市建成区的各个行政区不同高度的建筑也在各自行政区呈现聚集分布状态。沈阳市建成区的建筑密度与容积率在空间分布上存在明显的差异,高密度、高容积率的区域面积比重相对较少,城市土地利用强度有一定的提升空间。     

基于建筑容量的城市建设用地碳汇量核算方法

城市建设中的矿物质材料开发利用活动不仅导致大量碳排放,也产生了碳吸收.以往建筑矿物质材料的碳吸收过程一直没有得到重视和科学量化.本研究采用遥感影像阴影高度反演技术,提取地块的建筑容量,识别建筑类型,以此为依据确定矿物材料用量及碳含量参数,采用热重分析法测定碳化率,基于以上步骤构建城市建筑碳汇量的核算方法,并选取沈阳市蒲河新来测试这一核算方法,同时进行不确定性分析.结果表明: 1996—2016年,沈阳市蒲河新城各类型建筑产生的碳汇总量依次为:居住建筑>公共服务建筑>其他类建筑>商业金融建筑>工业建筑;各类建筑用地的碳汇容积率依次为:商业金融建筑>居住建筑>公共服务建筑>其他类建筑>工业建筑.本研究构建的基于建筑容量提取的城市尺度的建筑碳汇量核算方法,可以快速准确地估算不同类型城市建设用地无机材料产生的碳汇量.在城市自然碳汇有限条件下,利用建筑碳汇增加城市碳汇量,能够为我国城市低碳发展提供新的思路.     

城市建筑群三维空间布局评价与优化——以厦门岛滨海地带为例

随着城市化进程的快速推进,城市建设带来了土地资源紧张,使得越来越多的城市向着高层化、立体化、智能化方向发展;城市建筑群三维空间的最优布局是城市集约化发展的基础条件。针对现阶段的城市建筑群三维空间布局存在一些不足,构建城市建筑群三维空间布局的评估方法体系。以厦门岛滨海地带为研究区,基于多源、多空间分辨率遥感影像数据,从建筑景观、热环境和视觉效果3个角度评价厦门岛滨海地带三维空间格局的现状;并总结城市三维空间布局优化发展模式;从建筑景观、热环境和视觉效果这三个角度提出了厦门岛滨海地带城市建筑三维空间的布局优化建议。三维空间布局评价的结果表明：（1）从建筑景观角度,不同功能建筑群与容积率关系：商业区容积率最高,其次是商品房居住区,文教区占地面积广且建筑密度低,民房居住区的容积率是最低的但其建筑密度高;（2）从热环境角度,考虑温度因素,建筑群建筑密度过大、建筑层数过多都会造成温度较高;（3）从视觉效果角度,研究区具有宽广的视觉空间和宽阔海面,与以山体为背景的天际线形成了鲜明的对比。此外,提出优化低层建筑和合理布局中高层建筑的建筑容积率,设计建筑形态多样化和优化天际线前景、中景和背景的层次布局,可提高厦门岛的城市建筑群三维空间布局。本研究可为厦门岛滨海地带的城市建筑群三维空间布局优化提供基础数据支持与技术支撑,为城市土地资源规划等政府部门提供决策支持,对城市建筑群三维空间的合理利用和景观优化具有重要意义;也为我国其他城市的可持续发展研究提供新的科学理论依据和参考借鉴。     

20世纪下半叶上海城市景观镶嵌结构演变的数量特征与分形结构模型研究

以上海中心城区为空间范围,以RS和GIS为技术手段,运用多样指数、优势度、破碎度、分离度等指标,研究20世纪下半叶以来上海城市景观镶嵌结构及其演变的数量特征;运用分形理论建立各种景观形态的分形结构模型,以分维数为依据分析各种景观形态的复杂性;基于GIS的空间分析功能,探讨影响景观格局及其演变的主要因素。研究结果表明:(1)上海城市景观的空间扩展,在空间上和时间都是不均匀;(2)随着时间的推移,景观多样性和破碎度变大。优势度变小;(3)住宅、工矿和其它城市景观的分离度明显地呈减小趋势,农田和村镇的分离度呈增大趋势,道路和河流水域的分离度变化幅度不大;(4)各种景观斑块形态的复杂性程度(分维数的平均值)排序为:道路>河流水域>农田>住宅>村镇>工矿>在建景观>其它城市景观;(5)从各种景观形态的演变过程来看,住宅斑块形态逐渐趋于复杂化,斑其块形态的分维数呈缓慢地增大趋势;工矿、道路、其它城市景观、农田、村镇等五种景观斑块形态的变化,经历了由简单到复杂,再到简单的变化过程,其分维数在1947-1988年期间呈增大趋势,1988年时增至最大,随后开始逐渐减小;(6)影响上海城市景观格局及其演变的因素主要包括河流廊道、原有基础、交通廊道、经济发展、规划控制等几个方面。     

基于QuickBird影像的郑州市城区景观格局评价

以2005年8月QuickBird卫星遥感数据解译的郑州市城区土地利用类型和城市绿地覆盖景观类型图为基础,利用ArcView和Fragstats软件,对全城区及不同功能区土地利用景观、城市绿地覆盖景观指数进行分析。结果表明,郑州市城区景观格局主要表现为城市绿地景观,面积占总面积的35.51%,未利用地景观面积最小,只占到0.33%。城市绿地覆盖在空间形态上接近圆形,平均面积小、景观破碎化程度高。工业用地和居住区用地空间形态接近长方形。城区东北部和西南区域土地利用表现为以道路为骨架的格网状空间结构。景观格局水平分布表现出明显的区域差异,城区西北区域景观异质最高,东部城市绿地覆盖景面积较西部多,存在少数斑块控制整个景观的特点。     

A gradient analysis based on the buffer zones of urban landscape pattern of the constructed area in Guigang City, Guangxi, China

Over the last century urbanization on the landscape has increased and intensified. Urban development has a great impact on the environment at the local, regional and even global levels. As a driving force in global change, the need to understand the dynamics of urban pattern and its change in an accurate and efficient manner is ever more pressing. Based on aerial color infrared photography in 1985 and QuickBird satellite imagery in 2004 and according to the standard for plan and construction of city land use, the landscape of Guigang City was divided into 11 types. In the landscape classification maps, 31 buffer zones, each being 200 m wide, were divided. With the aid of GIS software ArcView 3.2 and landscape pattern analysis software FRAGSTATS 3.3, the landscape spatial patterns of each buffer zone were analyzed at the landscape level and class level. The landscape indices, such as patch size, patch fractal dimension, diversity index and evenness index, were calculated. The results indicated the following: The total area of the residential land and the communal land in 2004 covered 46.3% of the entire constructed area of Guigang City and the sum of the patch number of the two patch types occupied about 39.7% of the total patch number, while the percentages were respectively 48.2% and 45.4% in 1985. This showed that the mosaic landscape with the residential land and communal facilities land became increasingly unclear following urban development and landscape diversity. Based on the gradient analysis with the landscape-level index and the class-level index, there were two business and finance centers in the constructed area. One was located in the urban center with a range of 0.8 km; the other was from the 10^th to the 16^th zone. In each buffer zone, the mean patch size was larger and the landscape shape was more regular in 2004 than in 1985. Furthermore, the Shannon diversity index of each buffer zone rose in 2004 with patch richness and evenness increasing. The landscape index computed for the main landscape types (communal facilities land, industrial estate land, residential land and farmland) in the middle of the buffer zones clearly indicated the changes taking place in urbanization. The patch size and the patch number of industrial estate land and farmland also pointed to these changes, while communal facilities land and residential land assumed another similar tendency towards changes. In each gradient zone, industrial estate land had the most complex shape, the lowest area percentage of each zone and the biggest mean patch size, whereas communal facilities land and residential land were opposite to industrial estate land. Farmland had a steady percentage along the buffer zone and its continuous distribution had an important impact on the urban eco-environment. The question of how to relate the pattern of changing characteristics along the buffer zone to the urban ecological process and urban ecological planning remains to be studied further in the future.     

从“增量扩张”到“存量优化”:深圳市景观格局内部动态与优化

随着城市化的不断推进，以城市扩张为主要特征的土地城市化渐趋于饱和，许多城市开始进入"存量优化"的土地开发阶段。存量优化的土地开发模式改变了城市内部的景观格局，进而影响城市景观的生态过程及功能，但现有的工作主要关注城市的外部扩张，缺乏对城市内部景观动态的研究。以深圳市为例，基于高空间分辨率遥感影像，以地块为分析单元，识别城市扩张、城市更新以及内部填充三种土地开发方式，对比分析不同方式下地块的景观格局变化。研究结果表明：（1）深圳市已进入"存量优化"的城市发展阶段，表现为内部存量变化面积是外部增量变化的2倍；（2）城市更新类型的地块平均植被比例增加3%，提高了人居环境质量，而城市扩张和内部填充类型的地块则表现为植被比例明显下降，平均植被比例分别减少了51%和50%；（3）城市扩张和城市更新具有明显的空间聚集特征，内部填充分布则相对随机。在精细空间尺度上识别了城市扩张、城市更新以及内部填充三种不同景观变化类型，分析了其空间分布特征，为深入理解城市内部景观格局的动态变化提供了新的视角，可为城市生态过程的机理研究和城市规划提供参考与借鉴。     

武钢厂区景观结构与绿地空间布局研究

应用景观生态学原理对武钢厂区景观结构及结地景观的空间布局进行了调查分析,结果表明,构成武钢厂区景观结构的主体是以建筑铺装玻璃块,工业预留地斑块,公路和铁路廊道组成的人工景观要求,其面积占景观总面积的74．37％,班块优势率达57．70％,其中,建筑铺装斑块面积比率最高（56．43％）,优势度最大（35．59％）,专用绿地斑块破碎化指数高（5．0591ind.hm^-2),分布范围广,道路廊道密度大（13．7772km.km^-2),且公路比铁路对景观的影响更大,既体现了工业区景观结构的基本特征,也反映了武钢厂区趋于合理的景观格局,在绿地景观中,道路绿带斑块数目多,面积比率高（66．07％）,优势度最大（75．31％）,以乔木树种为主体的防护林斑块平均面积大（8454．45m2),环境效益高,观赏绿地斑块植物种类丰富,景观效果好,以道路绿带为骨架,成片防护林和观赏绿地为中心,将各分厂绿地接成四大绿化区域的武钢厂区绿地系统已初步形成,但厂区荒草地斑块优势度偏高,防护林面积较小,道路绿带仍不完整,应进一步重视厂区废弃地开发和绿地系统建设。     

黄淮平原冬小麦不同品种根系生长差异

选择黄淮平原地区当前主推品种郑麦9023,以及早期引进品种阿勃和丰产3号为材料,利用微根管技术,研究冬小麦活根长和根直径径级的分布动态,以及以活根长为基础的净生长速率的变化规律.结果表明：根直径为0.05～0.25 mm的细根是冬小麦根系的主要组成部分,根直径≤0.5 mm的细根占活根长的98%以上;冬小麦的平均根直径随着生育进程不断变化,其变化范围为0.15～0.22 mm,不同品种之间没有显著差异;活根长与根尖数呈显著正相关,表明根尖数是活根长增加的主导因素;返青期到拔节期是冬小麦根系生长最旺盛的时期,阿勃和丰产3号具有较长时期的根系增长活力,郑麦9023自拔节期以后根直径≥0.1 mm的细根根尖数占总根尖数的比例有所上升,这有利于提高生育后期根系抗性和保证根系活性稳定,以满足籽粒灌浆的需要.