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.     

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.     

基于Barista的城市建筑景观动态变化——以沈阳市铁西区为例

基于Barista软件从高分辨率影像提取建筑物3D信息,结合ArcGIS软件,应用转移贡献率、建筑密度、建筑平均高度及建筑面积比例分析了沈阳市铁西区改造过程中建筑景观的动态变化.结果表明： 随着城市改造的进行,空地、居住、工业建筑与道路4种优势景观类型是景观变化的主体,空地、居住、商业建筑和道路面积增加,工业建筑面积减少.建筑密度降低,平均高度升高.建筑景观的区域差异明显,工业区建筑密度高于居住区,建筑平均高度低于居住区.离城市中心距离越远,建筑密度越小,建筑平均高度越低.     

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。     

青岛市南区建筑类型及空间分布特征

城市建筑空间分布的研究对城市合理规划、建筑合理布局和生态城市建设等有着重要的意义。本文以青岛市南区2012年建筑物三维信息为基础数据,对建筑进行了分类,采用一般统计学方法和地统计学方法,分析了2012年市南区及10个街道办建筑类型的空间分布与构成特征。结果显示:2012年市南区以居住、商业、多层、中高层和高层建筑为主;各类建筑在空间上并非均匀分布,各街道办建筑类型构成差异显著。建筑类型空间分布差异与区域功能和发展规划具有高度的一致性。     

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.     

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。     

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。     

局地气候区视角下的城市热环境研究

城市化发展带来热岛效应,影响区域气候变化,地表温度可以反映地表增温程度,更能直接影响人类居住舒适度。运用Landsat8 TIRS热红外遥感数据和气象数据反演地表温度,以建筑数据、遥感影像为基础,通过GIS空间分析、决策树分类等方法划分局地气候区,从区域角度定量分析不同类型气候区地表温度分异规律。结果表明：(1)北京、天津、石家庄密集型建筑分别占比27.54%、21.95%、25.09%,且以中低层为主,城市公园包含了主要的绿地和水体。(2)在空间分布上,市中心地表温度高于郊区,热岛效应显著,森林、河流是主要低温区。(3)不同气候区的地表温度存在差异,建成区总体高于自然地表;其中建筑区域内表现为紧密型低层(LCZ3)平均地表温度最高,稀疏型高层(LCZ4)地表温度最低,北京、天津、石家庄分别相差1.53℃、2.30℃、2.22℃;植被和水体能够降低地表温度,裸土和铺设路面的地表温度始终较高。因此应充分考虑建筑布局,合理利用植被和水域分布,减少热量聚集,以改善城市生态环境。     

Evolution of a multidimensional architectural landscape under urban regeneration: A case study of Jinan,China

Urban regeneration is a key to achieving the main goals of China's urbanisation plan. How to analyse the urban landscape of the rapid development in order to meet the challenges of urban planning and build liveable cities is a concern for both government and society. This analysis is based on a case study on downtown Jinan, China, covering the period 2001–2011. It explores urban architectural changes in the horizontal and vertical landscapes after a decade of urban regeneration, focusing on two aspects: construction purpose and number of floors. The study uses the land use transfer matrix method, along with landscape indexes and spatial autocorrelation analysis, based on cadastral data. Results show that the horizontal architectural landscape changed at the city's edges, with no apparent change in the city centre. With changes in urban functions, horizontal landscapes became broken, but patch shapes did not manifest obvious changes. Residential, commercial, and industrial landscapes were the dominant types. Most converted areas became residential landscapes. Vertical landscapes tended to feature upward development. Patch shapes became more complex and broken, landscape richness increased, and building types became less densely aggregated. The dominant landscape type changed from bungalows to multi-layer and low-layer buildings. Vertical space utilisation became increasingly intensive. Urban regeneration was carried out locally. Respective areas marked by horizontal or vertical architectural renewal showed significant positive spatial correlation, implying increasing spatial centralisation. Vertical landscape patches largely changed in line with the horizontal types, but not the other way round. Ramshackle areas and shantytowns were transformed. Urban land use developed intensively, forming vertically dense landscapes. These results will serve as reference source for urban planning, regeneration, land resources management, urban architectural design and layout, optimisation of the ecological environment, and construction of liveable cities.     

城市景观空间自相关与自相似的尺度特征研究

在RS与GIS技术支持下,以上海市外环以内城市中心区为区域背景,研究城市景观格局空间自相关与分形结构在不同粒度下的变化特征,揭示其对粒度的响应特征和敏感程度。结果表明,城市景观格局的空间自相关性和自相似性依赖于粒度的选择,MoranⅠ与各种景观类型的分维数均存在尺度效应;城市景观格局空间自相关性与自相似性在一定尺度范围内具有尺度依赖性,但二者对尺度的依赖程度不同。空间自相关性具有较高的尺度依赖性;而不同景观类型的自相似性随尺度的变化没有统一规律;城市景观格局的空间自相关性和自相似性对尺度变化的敏感点不同。居住景观的MoranⅠ对尺度变化的敏感点为50m,其他景观类型无明显的敏感点;分维数对尺度的敏感点因景观类型不同而异。     

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.     

基于QuickBird和GIS的沈阳市城市潜在人口空间分布特征

人口是城市发展中最活跃的因素,了解城市人口分布特征对制定城市政策及城市各项设施规划布局具有重要意义.本文基于QuickBird卫星影像提取城市居住建筑信息,结合社会经济统计数据对沈阳市三环以内人口空间分布的特征进行分析.结果表明:2010年沈阳市三环以内各居住用地建筑类型的人口密度依次为:高层片块＞混合片块＞混合花园＞老式多层＞高层花园＞多层片块＞多层花园＞别墅片块＞矮房及棚户＞别墅花园;三环内居住建筑空置率高达30％以上,房地产市场存在严重过剩;沈河区的潜在人口密度在城市5区中最大,铁西区和大东区较小.基于人口重心分析测算的城市人口重心及各行政区人口重心为城市商业设施选址及基础设施规划提供了重要的参考信息.     

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。     

基于GIS和RS的沈阳城市潜在人口分布特征

基于QuickBird卫星影像,采用阴影长度法对城市居住建筑面积进行测算,结合社会经济统计数据对沈阳城市潜在人口分布特征进行分析.结果表明: 2015年,沈阳市三环内各行政区潜在人口分布不均;三环内潜在人口空间分布呈现典型的圈层结构特征;各行政区潜在人口数量为铁西区＞沈河区＞皇姑区＞于洪区＞和平区＞大东区＞东陵区;各行政区潜在人口密度为铁西区＞和平区＞沈河区＞皇姑区＞于洪区＞大东区＞东陵区;城市西部潜在人口密度高于东部,南部高于北部.居住建筑及人口的空间分布与区域的自然条件、经济状况以及基础设施建设等因素紧密相关.在未来城市规划建设中,应考虑加强铁西区以及中心城区的基础设施建设,适当增加公园绿地数量,合理开发城市南部的居住用地,适当控制居住人口数量,避免造成较大的环境压力.