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。     

厦门市地面沉降影响分析与风险评价

城市的地面沉降一直以来都是沿海城市密切关注的问题。在沿海城市对高层建筑群诱发的地面沉降进行深入研究具有重要意义。获取地面沉降监测点的高程信息,分析了厦门市地面沉降情况与空间差异性。重点探讨建设用地、建筑容积率与土地利用转化信息这3种因素对厦门市地面沉降的影响,并对厦门岛地面沉降风险进行评估,可为厦门岛的高层建筑三维空间布局与优化研究提供先验知识。结果表明:(1)在2001—2015年厦门市整体的高程存在下降的趋势且较为缓慢,同时厦门市的城市建设规模不断变大且建设面积增速不断增大,与厦门市的城市地面的沉降发展趋势相同。(2)厦门市的高层建筑密度需达到一定程度才对地面沉降有影响,厦门岛的建筑容积率与地面沉降没有存在显著的相关性。(3)在不同土地利用转化建设用地对地面沉降的影响中:原水域用地沉降最为明显,建成时间越长,总沉降量越大;原耕地用地转化成高层建筑之后沉降有明显发生,也随着建成时间的延长有逐渐增加沉降量的态势;原园地、林地用地沉降只在少部分地区发生且与建成时间无明显差别。(4)厦门岛可用于城市建设区域中的53.34%是地面沉降中风险等级以上的。此外,本研究给出防御防治城市地面沉降风险的有效建议与措施。本研究结果可为厦门市城市化进程中的地面沉降监测、规划设计与决策等提供重要的数据支撑,为城市可持续发展提供科学的依据;也可为国内外其他城市的地面沉降监测分析和可持续发展研究提供理论依据和借鉴意义。     

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.     

城市三维空间形态的热环境效应研究进展

城市的三维空间形态,通过影响地表能量平衡过程和空气流动,改变城市内部热环境,并可能加剧城市热岛效应。在三维空间上定量解析格局-过程-效应关系对于城市生态安全和可持续发展具有重要意义,可为城市生态规划与景观设计提供重要科学依据。从城市三维形态的热环境效应研究角度,综述了城市三维形态的定量化研究进展;总结了城市三维形态对热环境以及空气流动、太阳辐射等过程的影响;分析了当前城市三维形态的热环境效应研究领域存在的不足。未来的研究应注重建筑与植被三维特征的综合表征,三维形态指标的选择应综合考虑其对设计规划的指导作用,并加强城市三维形态对热环境影响机理及其尺度效应的研究。     

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.     

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.     

城市景观三维扩展及其大气环境效应综述

当前,中国正处于快速城镇化阶段,在城市边界迅速扩展同时,城市内部改造使建筑高度也不断增加,从而使得城市与周边生态环境的相互作用影响变得更为复杂。在三维空间上研究格局变化与过程关系对于城市生态安全持续和健康发展具有重要意义。本文综述了景观生态格局研究在三维空间上的进展和城市大气环境效应;总结了不同尺度上大气数值模式在城市下垫面大气模拟中的应用,以及城市景观组分和三维格局演变对局地气候和大气污染的影响;分析了当前城市景观三维格局研究和城市大气数值模式应用中存在的不足。三维格局定量分析及其环境效应是未来城市景观生态学研究新的方向,包括构建综合反映景观格局与大气环境关系的格局指数,建立融合城市景观格局演变动力机制和大气环境因子于一体的多尺度模型,以及加强城市三维景观格局优化研究。     

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。     

城市三维景观格局特征与社会环境因子的交互影响：基于增强回归树

城市的垂向扩展加深了城市构成与格局的复杂性,传统的二维景观格局研究较难完整体现当前城市景观的生态结构与功能特性。本研究以上海市中心城区为研究区域,选取三维景观格局指数量化研究区域三维景观格局,并运用增强回归树机器学习算法综合分析社会、环境因子与城市景观格局的交互影响。结果表明:高建筑率、平均建筑高度和建筑高度标准偏差在上海市内环周边区域的数值较高,建筑数量、景观形状指数在外环周边的数值较高,建筑覆盖率、容积率和Shannon多样性指数在城市中心的数值较高,且浦西总体高于浦东。人口密度和归一化植被指数(NDVI)对三维景观格局的交互影响最显著,生产总值的影响程度最低。三维景观格局指数在一定范围内随社会因子中的人口密度增大而增大,随环境因子中的NDVI和水面率增大而减小。增强回归树可作为量化景观格局与社会环境因子之间交互影响关系的有效工具。研究结果有利于加深对上海市中心城区生态环境与人类福祉之间关系的理解,同时可为城市三维扩展规划提供科学依据。     

城市再生视野下高密度城区生态空间规划方法——以厦门本岛立体绿化专项规划为例

面对快速城市化进程中城市高密度地区生态空间缺乏、布局支离破碎的问题,从规划层面分析了其问题的症结所在;提出屋顶绿化与城市绿地系统联动互补,是针对城市高密度地区生态环境受损严重以及土地资源紧缺的约束条件下,建构生态空间网络的有效途径;并以厦门本岛为研究区,基于GIS、遥感技术,利用高清遥感数据结合实地调研、问卷调查、部门资料、规划文本建立现状及规划空间数据库;从既有研究梳理、综合效益影响、城市发展诉求分析3个层面总结屋顶绿化实施潜力影响因子,结合规划分区与建筑分类建立实施潜力评估方法;对研究区进行屋顶绿化实施潜力评估,结合城市绿地系统,以"全域空间、重点片区、多维网络"为方法进行研究区生态空间网络规划。结果表明:1)生态结构完善、城市功能优化、公共服务需求、环境改善需求、建筑属性特征、建筑产权归属是屋顶绿化实施潜力评估要素,其包含的城市生态框架、城市功能结构、景观提升需求、建筑改造需求、内涝程度、热岛强度、微气候环境、建筑高度、建筑年代、建筑类型、建筑产权属性是关键性评估因子;2)厦门本岛2016年屋顶绿化率仅有2%,且附属于居住建筑和城中村的屋顶绿化量超过总量的一半,商业、公共、产业建筑作为空间载体进行屋顶绿化有较大发展空间,未绿化的屋顶资源中有81.3%适宜进行屋顶绿化;3)探索高密度城区生态空间网络布局的规划方法是本研究的第一步,下一步通过借助AI、GIS等技术,尝试防控高强度开发与高危集聚引发的城市生态和灾害问题,构建满足复合功能的生态空间网络优化的研究方法。     

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.     

我国城市大气环境与周边区域二维和三维景观格局关系

城市内部的大气环境受到周边区域景观格局的剧烈影响,小尺度上大气污染状况与周边区域景观格局的关系研究对从城市建设角度减缓城市大气污染有着重要现实意义。本研究以2017年中国30个省会城市的266个大气污染监测站点的NO₂、SO₂、PM_2.5和PM₁₀年均浓度为因变量,选择监测站点周边3 km区域内的10个二维和三维景观格局指数(建筑物数量、建筑物聚集度、建筑物密度、不透水面比例、餐饮数量密度、建筑占地面积、建筑高层比、容积率、建筑面积和建筑物类型Shannon多样性指数)为自变量,利用增强回归树模型研究景观格局对4种大气污染物浓度的影响。结果表明: 4种大气污染物浓度在空间分布上总体呈现出中部和北部城市明显高于东南沿海城市和西南部城市。NO₂、SO₂、PM_2.5和PM₁₀浓度的最大影响因素均为不透水面比例,其相对影响贡献率分别为40.7%、36.3%、51.0%和51.8%。不同区域大气污染浓度最主要影响因子识别结果表明,华东和华中地区为不透水面比例;华南地区为建筑物数量和建筑物密度;华北地区是不透水面比例和建筑物类型多样性;东北地区是不透水面比例和建筑物数量;西南地区是建筑物类型多样性;西北地区是建筑物密度。各区域的主要影响因子差异是气候、地形、城市规划等因素所致。     

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。     

空间形态受限型城市紧凑发展研究——以厦门岛为例

土地资源缺乏决定了空间形态受限型城市急需转变现有城市发展模式。城市中心区内建设用地集中分布、城市功能混合配置的紧凑发展模式符合空间形态受限型城市需求。近似圆形的城市形态和海陆隔离的特征让厦门岛成为典型的空间形态受限型城市,为城市紧凑发展理论在空间形态受限型城市扩张中的适用性研究提供了天然场地。选取厦门岛南北向的厦禾路—嘉禾路和东西向的湖滨北路—吕岭路两条城市发展轴作为样带,从南到北、从西到东分别划分10个样方,采用class水平的CA和PLAND指数分析旧城区及城市扩张方向上的景观格局特征,以空间饱和度和功能单一度表征城市发展紧凑程度。结果显示65%的样方空间饱和度较高,但城市功能主要单一化,大部分样方以居住功能为主,公共服务功能和商业服务功能比例较小甚至缺失;在城市向北、向东的扩张过程中,厦门岛建成区的城市用地利用强度降低,空间饱和度下降,城市功能虽有所增加和转变的趋势,但综合配置水平较低,厦门岛还未形成紧凑发展。最后提出厦门岛向紧凑城市发展的6条建议。     

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.     

碳中和视角下福建省国土空间分区特征与优化策略

城市低碳转型发展背景下研究国土空间分区,可为国土空间开发保护格局优化和高质量发展提供参考依据.本研究以福建省79个县(市、区)为研究单元,分析县域土地利用碳排放量及空间分异特征,基于碳中和目标,结合碳排放经济贡献率、碳吸收生态承载系数和主体功能区划进行福建省国土空间分区划分,并提出差别化国土空间低碳优化策略.结果 表明...     

厦门市重点保护植物空间优先保护格局研究

生物多样性保护对维持城市生态系统功能具有重要意义。以39种厦门市重点保护植物为对象,通过物种分布模型MaxENT获得物种潜在分布栅格图,利用空间保护优先化定量工具Zonation软件识别理论上既适宜重点保护植物生存又能够保证景观连通性的区域,获得本地重点保护植物景观保护等级。根据2020年全球生物多样性目标,将景观保护等级最高的17%区域视为多物种空间优先保护区,结合Zonation模型生成的随景观丧失物种加权灭绝风险曲线,将保护等级最高的8%区域划为一级保护区,保护等级在8%-17%范围内的区域划为二级保护区。利用MaxENT模型中的jackknife刀切法发现海拔是对本地重点保护植物分布影响最大的环境因子,优先保护区集中分布于海拔较低的海岸带区域。将优先保护区与自然保护地建设现状、厦门市生态功能区规划、土地利用规划、城市总体规划对比发现厦门市岛外西部、北部的优先保护区得到了较好保护;岛外的西南部及东南部、岛内的东部及南部海岸带的优先保护区被建设用地大规模占用,已纳入自然保护地范围的区域较少,存在大量的海岸带优先保护区保护空缺;岛外东南部的部分优先保护区虽未被占用,但规划中属发展备用地,缺乏生态保护。为避免优先保护区面积的进一步萎缩,应重点关注海岸带区域优先保护区的生态保护,将目前属于发展备用地的优先保护区转划为生态留白空间,针对一级、二级优先保护区分别实施刚性和弹性的生态保育措施,在保护生物多样性的同时,严控对海岸带区域优先保护区的进一步开发利用,协调优先保护区内保护与开发利用间的关系。