邻体竞争对城市森林微景观中针叶树视觉形态性状的影响

树木视觉形态性状是城市绿地微景观美学质量的重要影响因素之一,树木视觉形态性状的变化与其周围邻体木的竞争作用息息相关,但邻体竞争对树木视觉性状的作用机制尚不明确。研究于2022年8—10月对北京市城市公园中常见的针叶树种白皮松、侧柏、油松、圆柏展开调查,从树冠形态、干冠协调、树干形态3个方面构建了9个树木视觉形态性状指标,采用3个不同的竞争指标分析邻体竞争对针叶树种视觉形态性状的影响。结果表明,针叶树的树冠形态对邻体竞争的响应比较敏感,竞争中的白皮松、侧柏、油松、圆柏偏冠指数与孤立木相比分别提高了16.95%、28.95%、22.76%、17.67%;树冠缺失率分别提高了3.92%、6.09%、4.87%、4.95%。与孤立木相比,部分针叶树种高径比、分枝角变异度在多侧竞争环境中显著提高,而树冠舒展度则显著降低。邻体竞争强度越大,针叶树树冠的偏移与缺失程度越大。当针叶树受到强烈的侧方竞争时,对象木树冠和树干的径向生长显著受阻,表现为树冠舒展度大幅度下降、高径比显著提高,使树冠向细高方向发展。当针叶树上方的生长空间被占据时,其轴向生长同样受到严重阻碍,树木的冠径比和高径比维持较稳定状态。总体而言,四种针叶树种在视觉形态上对竞争胁迫的响应具有一定差异性,其中油松最为敏感,圆柏次之。综上,在城市森林微景观中,邻体竞争会导致针叶树种的树冠及树形发生明显变化,这种变化主要受综合资源竞争的影响,与其周围潜在生长空间的大小及对称性有关。在城市森林景观营建时,建议将针叶树栽植在对称的竞争环境中,但是其邻体木不宜过高,通过四周邻体木的适度竞争,能够促进针叶树的轴向生长,同时降低树冠偏移或变形的风险,提高其视觉美学效果。

城市小区气象条件与污染扩散精细预报研究

从城市小区气象条件与污染扩散精细预报的科研需求和城市大气环境应急响应的应用需求出发,利用新一代全球/区域同化预报系统、城市小区尺度气象和污染扩散模式以及城市尺度污染扩散模式,对城市小区气象条件与污染扩散进行了精细预报试验,并进一步研究了城市小区尺度气象和污染扩散的精细模拟对城市尺度污染扩散模拟的影响.初步建立了城市小区气象条件与污染扩散精细预报方法,即:气象部分由全球到小区逐级单向嵌套、污染部分由小区到城市逐级单向嵌套的方法.预报试验结果表明,这种方法是合理可行的.小区尺度精细模拟对城市尺度污染扩散模拟的影响较大,但其模拟效果还有待利用观测资料进一步验证.

城市轨道交通车底运用计划编制优化模型求解的混合列生成算法

以车底需要担当的运输任务和虚拟车场为节点,以2个运输任务间的衔接以及运输任务与虚拟车场间的衔接关系为弧,构建不固定区段运营的城市轨道交通车底运用网络图。在满足相关约束条件下,以车底总运营费用最低为目标,建立城市轨道交通车底运用计划编制优化模型,并设计模型求解的混合列生成算法。该算法的原理是:在分支定价算法的基础上,再采用大规模邻域搜索算法,以当前最优整数解为初始解进行邻域搜索得到新的解,将此新解作为新增列加入到列生成算法中,避免出现退化问题;同时,根据此新解对搜索树上界进行更新,运用更有效的上界进行减枝,从而提升模型求解的效率。应用实例证明,提出的混合列生成算法在求解大规模的车底运用计划编制问题时,可以获得较高质量的求解结果。

基于城市气候学的地域性城市设计研究导引

城市气候学研究的内容和方法对当代城市设计有指导意义。然而城市气候学的研究基础依然依赖于机能主义的现代城市规划体系,与当代城市发展的核心问题脱节。本文在分析了城市气候学的对象及应用方面的价值问题和局限性的基础上,尝试从城市设计的角度提出相应的研究对策,并通过广东地区传统城市的气候学研究分析,提出创新性的方法模式,解决城市气候学研究对地域性城市设计工作的指导价值问题。

旧城更新中城市肌理的微观呈现——以武昌旧城解放路为例

旧城区更新过程中,文脉受到越来越多的关注,而城市肌理作为文脉的重要表征方式,理应受到足够的重视。该文通过分析城市肌理对城市发展的作用及肌理在街区层面上的微观表达,指出了城市肌理在延续文脉的基础上实现城市有序更新的重要性。结合在武昌旧城解放路商业街的调查研究和更新实践,针对旧城保护更新与城市发展的矛盾,提出了一种以城市肌理作为指导,用建筑比例和街区尺度等要素为手段的旧城区更新方法,为旧城区更新提供了一种思路。

顾及空间多尺度邻域效应和时间依赖性的城市扩展模拟

在推进新型城镇化和实施新时代国土空间规划的战略背景下,城市扩展研究逐渐成为热点问题。当前基于元胞自动机(CA)的城市扩展模拟对城市空间多尺度邻域效应解析不足,且在转换规则中对城市长时间演变过程的时间依赖性影响表达不够完善,简化了城市扩展的时空依赖性,无法真实模拟推演未来规划实施情景以服务于国土空间规划。针对上述问题,本文构建一种兼顾空间多尺度邻域效应(3DCNN)和时间依赖性(ConvLSTM)的城市扩展深度学习CA模型(下文称“Deep-CA”)。首先通过组合普通卷积和空洞卷积的3DCNN来提取城市空间多尺度邻域效应,再利用ConvLSTM神经网络将历史信息同化,考虑长时间序列的时间依赖性,从而得到城市扩展的适宜性概率。北京市1995—2015年的土地利用数据及其驱动因素数据用于验证所提CA模型的科学性与适用性,1995—2010年数据用于模型训练,模拟2015年的城市范围。同时将模拟结果精度与ANN-CA、LR-CA和ME-CA 3种传统方法进行对比。与传统CA模型相比,Deep-CA的北京市2015年模拟FoM指数提高了4%左右,且对于城市全局和局部形态模拟效果较好,斑块破碎度低。试验结果表明,Deep-CA可以准确获取长期时空依赖关系,从而进一步提高城市扩展CA模型的模拟真实性。

从设计蓝图到管控谱系——一种街坊尺度城市设计的精细转译方法研究

伴随着我国城镇化步入中后期,城市建设逐渐呈现出品质化的新特征,如何统筹与实现城市二三维空间的科学布局和精细管控,成为了城市设计面临的新课题。其中,街坊尺度的城市设计是管控的核心阶段,然而在实际过程中往往伴随设计意图断裂、街坊一层皮管控等现象,精心谋划的城市设计成果难以完整地落实到管控中去。问题症结在于从设计语言到管理语言的转译过程出了问题,传统的城市设计转译本质上仍是以指标化、图斑化、二维化的“控规式”思维模式来转译三维空间的城市设计,容易导致大量城市设计意图的缺失。对此,本文提出了一种城市设计意图精细转译的方法,将街坊尺度的城市设计意图无损地传导到管控中去;通过管控要素谱系建构,将三维空间的设计意图分解为标准化、类型化、层级化的要素体系;然后建构三维空间沙盘,为城市设计意图的逐层传导和精细转译提供空间载体,进而提出片区、街坊、建筑的多维度精细转译,将设计意图无损转换为管控语言,并通过三维图示、管控规则、导则案例库等多元形式进行实施管控。本方法旨在弥补从设计语言到管控语言的转换过程中出现的设计意图缺失问题,希望能为更多的城市设计管控创新探索提供参考,推动城市空间的高品质发展。

基于POI数据的生活便利性研究

基于高德开放平台获取到的兴趣点(POI)数据对唐山市生活便利性进行分析。首先将与生活便利性相关的生活服务设施进行归纳总结,然后结合优化的热点分析及标准差椭圆分析方法对唐山市主城区各类生活服务设施整体分布特征进行分析,最后利用专家打分与层次分析法(AHP)对生活便利性指标评价体系进行构建,并利用该体系进行唐山市主城区各住宅区生活便利指数评价,为城市生活服务设施的改善优化提供一定参考。

上海新城的空间诊断——中微观尺度的“新邻里单位”干预模式探索

本文在分析特定语境下由“邻里单位”所生发的一系列城市形态导引工具的局限性的基础上,继续深入探讨新城市主义的工具策略在最新的上海新城发展语境下的转译,对典型中微观尺度下的邻里空间进行诊断,提出面对具体问题的空间干预方式。

南京城市街区湿球温度时空变化特征及其影响因子

全球气候变化和局地城市热岛加剧了城市热胁迫问题,但针对城市街区的研究仍不多见。湿球温度指示气温和湿度的综合效应,能更准确地反映人体热舒适度。本研究以南京市江北新区为对象,在不同时段、季节和天空状况下,基于移动观测方法获取气温、相对湿度和地理信息等数据,分析了街区尺度湿球温度的时空分布特征;结合天空状况、地表覆盖和城市形态指标(天穹可见度),探究了城市街区湿球温度的影响机制。结果表明:1)南京城市街区湿球温度的时空特征与气温较为一致;与水汽压相比,气温对湿球温度的变化起主导作用;该地区湿球温度的极端高值主要是由于气温和水汽压协同增长所致。2)天穹可见度在白天与湿球温度呈显著正相关,夜间为负相关关系。植被覆盖比率的增加能够降低湿球温度,不透水面则呈现相反的作用。阴天条件下,湿球温度明显降低并且空间分布更均匀。3)植被和不透水面对湿球温度的水平尺度效应存在昼夜和季节差异,并且在夜间这一效应对天空状况更敏感;与植被相比,冬季夜间不透水面的影响范围比夏、秋季更大;两者对湿球温度的水平尺度效应与气温一致。研究结果可为改善和优化城市街区热环境、缓解城市热胁迫提供有效的科学支持和理论依据。

基于邻域扩展量化法的城市边界识别

城市空间分析的基本条件是可靠的测度,而城市的基本测度是规模。客观定义城市边界是有效确定城市规模的技术前提。近年来国内外学者提出几种城市边界识别的方法,其中能够定量反映城市内部实体空间组织关系的多采用矢量图像。但这些矢量数据的获取十分困难,且实时性差。因此,本文借鉴前人的研究成果,基于邻域扩展量化和标度思想,提出一种应用于遥感栅格图像上的城市边界识别方法。该方法的本质是一种空间邻域融合法,通过改变像元邻域的作用范围,可以得到不同的空间集群数目;借助搜索范围与集群数目的标度关系确定一个客观的半径,据此可以利用GIS技术确定城市边界。将该方法应用于北京地区多个年份的遥感图像,发现了像元的有效邻域作用范围。此方法以栅格图像为基础,数据实时性好并且获取容易,计算过程简便,在未来的城市边界研究过程中,可望与现有的方法相互补充。

大数据时代步行城市和社区的设计

本文在数字化和城市大数据的时代背景下,以城市规划与设计的角度探讨适宜步行的城市。我们首先简要回顾历史上的可步行城市设计,然后讨论什么是可步行城市以及可步行城市的空间要素是什么,接着对新兴的主题及其实证方法进行了探讨,以衡量可步行城市的空间和城市设计特征。本文的第一部分着眼于城市设计的关键命题,以及它们是如何被提出以促进步行性。第二部分论述了步行性的概念,这是设计步行城市的基础。我们强调可步行城市的物理元素(走道、邻近用途、空间)和感知元素(安全、舒适、享受),然后我们研究构成可步行城市的各种空间元素。第三部分着眼于可步行城市和社区设计的新兴主题。我们讨论了由不断增长的计算能力以及相关的经验方法和跨学科的合作(包括空间规划、城市设计、城市生态和公共卫生)带来的城市大数据的应用前景。本文旨在为理解城市设计和可步行性提供一个整体的方法,重新评估构建可步行城市的空间要素,并讨论未来的政策干预。