北京部分中心城区1990—2019年三维建筑形态变化特征

城市三维建筑形态影响城市近地表能量平衡、微气候及空气质量。基于多源空间数据(高分辨率Pléiades遥感影像、高分辨率谷歌影像和建筑轮廓数据),构建三维建筑形态指标体系,并基于网格法分析了各三维建筑形态指标的空间敏感性,应用该指标体系评价了1990—2019年北京部分中心城区的三维建筑形态特征及其变化。主要结果如下:(1)整合11个指数构建了一套三维建筑形态指标体系;(2)各指标的核密度分布存在差异;形状指数、三维分形维数、聚集度、邻近度对网格大小敏感,其他指标对网格大小不敏感;(3)1990—2019年建筑面积占比、加权面积建筑高度、三维形状指数、邻近度变化显著,且主要集中在四环两侧及国贸附近。

大连市金普新区城市建筑三维形态的时空分异研究

本文以大连市金普新区主城区2005、2020年城市三维建筑数据为基础,基于不同尺度的规则格网对城市三维空间建筑测度指标进行时空分异分析,同时对计算结果进行空间自相关分析,从多个角度研究城市三维建筑形态的时空分异特征。结果显示:建筑物最大高度、平均高度变化显著,高值区域以金马路、辽河西路沿线向外扩展;错落度最大值增加幅度不大,但高值区域扩展明显,说明研究区内新建了较多的高层建筑,具有较高高度的建筑发展水平趋于平衡。

建筑三维空间形态对地气能量动态、空气温度和相对湿度的影响

建筑对城市能量分配和微气候起着重要作用,探讨建筑三维空间形态与地气能量/微气候关系对气候适应性城市建设具有重大意义。基于ENVI-met的多情景模拟结果和增强回归树量化了建筑三维分形维数和三维形状指数对地气能量指标(净辐射、土壤热通量、建筑储热、感热通量和潜热通量)、空气温度和空气相对湿度的影响。研究结果表明,建筑三维分形维数、三维形状指数与地气能量动态、空气温度和空气相对湿度存在非线性关系。白天,当三维分形维数高于2.4,或三维形状指数低于2.0时,随着三维分形维数或三维形状指数的增加,三维分形维数和三维形状指数与净辐射、土壤热通量、建筑储热、感热通量、潜热通量和空气温度呈现统计负相关。夜间,当三维分形维数高于2.4,三维分形维数与感热通量和空气温度呈现负相关;与土壤热通量和潜热通量呈现正相关。夜间,当三维形状指数小于2.0时,三维形状指数与空气温度、空气相对湿度呈现负相关。当三维形状指数在2.0—2.5时,三维形状指数与感热通量、潜热通量呈现负相关;当三维形状指数高于2.5时,三维形状指数与感热通量、潜热通量不存在统计关系。白天,建筑三维分形维数的增加,净辐射、土壤热通量、建筑储热、感热通量、潜热通量和空气温度分别下降1.0、7.0、15.0、20.0、10.0 W/m^(2),0.2℃。三维形状指数的增加,净辐射、土壤热通量、建筑储热、感热通量、潜热通量和空气温度分别下降0.5、3.0、10.0、10.0、10.0 W/m^(2),0.05℃。

城市建筑三维形态分析系统的设计与开发

城市三维形态分析系统使用.Net框架为基础,基于C/S的程序设计架构,结合Supermap提供的二次开发接口iObjects.NET 8C来实现相关量化分析计算功能,同时结合supermap SDX+空间数据库引擎实现数据的高速存储与调用,在界面方面使用DevComponents提供的DotNetBar对界面进行优化,实现了对城市建筑物三维形态进行量化分析可视化分析结果的Windows桌面端GIS分析系统。

城市热岛效应对建筑形态的响应及其昼夜变化研究

城市建筑三维形态通过改变空气流动和地表能量过程影响城市地表热环境的时空格局。然而,当前多数研究集中于探讨城市建筑二维形态对地表热环境的影响,导致城市建筑二维及三维形态对地表热环境的联合影响机制及其昼夜差异尚不明确。该文以南京市主城区为例,基于多源遥感融合数据量化城市建筑二维和三维形态,并采用梯度提升回归树模型探究昼夜地表温度对建筑二维和三维形态的响应机制。结果表明:建筑二维和三维形态对地表温度的影响具有空间尺度依赖性,对南京市建筑形态与昼夜地表温度之间关系进行研究的最佳空间尺度为450 m;白天地表温度空间变异主要受建筑二维形态影响,而夜间地表温度空间变异的主导因素为建筑三维形态;从城市建筑二维和三维形态关键指标对地表温度的边际效应发现,不同建筑形态指标对地表温度的影响模式不同,且具有昼夜差异性。研究结果有助于从三维视角深化城市建筑对热岛效应的作用机理,从而为城市可持续发展提供理论指导。