U-DEM构建及其在城市规划建设中的应用.ppt

1、报告提纲 多年来，人们多年来，人们在对自然地表的描在对自然地表的描述上已经形成了一述上已经形成了一套体系化的方法。套体系化的方法。6 形状率、圆形率、紧凑度、椭圆率指数、放射状指数、伸延率、标准面积指数、城市布局分散系数、城市布局紧凑度如何科学、有效地描述城市表面三维空间形态特征？如何科学、有效地描述城市表面三维空间形态特征？如何构建城市三维空间信息基础地理数据？如何构建城市三维空间信息基础地理数据？如何形成一套描述城市三维空间特征的指标体系？如何形成一套描述城市三维空间特征的指标体系？如何形成一套分析城市三维空间特征的方法体系？如何形成一套分析城市三维空间特征的方法体系？如何建设描述城市三维

2、空间特征的如何建设描述城市三维空间特征的GIS系统？系统？城市自然地面+建筑物表面所构成的城市表面数字模型。n 在地形上，呈现自然地形的渐变+人工建筑的突变的有机结合n 在数据组成上，往往采用处理之后自然地形的DEM与建筑地块数字模型叠加的二元结构方法1：城市自然地面 与 建筑物表面的二元合成。对原始渐变地形DEM的改造是U-DEM构建的必要条件。n 加细原有粗分辨率的DEM，例如，将原有国家1:1万比例尺5分辨率的DEM重构为1m分辨率DEM。n 对原有一般规整栅格DEM嵌入特征地形线，构建为高保真DEM。n 将目前已经改造为建筑人工建筑的地面置平，为叠加建筑地块做好准备。缺失地形特征线及人

3、工地貌的缺失地形特征线及人工地貌的DEM添加地形特征线及人工地貌后的添加地形特征线及人工地貌后的DEM原始原始DEMP-DEM方法1：城市自然地面 与 建筑物表面的二元合成。方法2：城市DSM的二元分解。报告提纲1.U-DEM及其构建方法3.U-DEM在城市规划中的应用城市宏观三维形态特征提取分析城市宏观三维形态地理效应城市建筑群空间配置特征城市建筑群空间组合地理效应城市建筑群空间组合指标体系 2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析基于U-DEM的城市宏观三维形态特征提取与分析钟型城市美国洛杉矶等盆型城市中国苏州等2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析多峰型城市法兰克福等其它特殊形状型城市

4、南京等基于U-DEM的城市宏观三维形态特征提取与分析2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析复合型城市北京等2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析城市宏观三维形态特征的提取n 城市分功能区块状地形构建法2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析城市宏观三维形态特征的提取n 城市建筑点云构建法2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析城市宏观三维形态特征的提取n基于建筑点云构建城市建筑结构线2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析2.基于U

5、-DEM的城市三维形态特征分析19921992年年19951995年年19981998年年20012001年年20042004年年20072007年年20112011年年20132013年年xi、xj分别是在位置i、j的测量值；xm是在所有i、j位置点测量值的均值；n是所有测量点的数目；wij是赋予每一个栅格测量单元的权重。如果j是直接与i毗邻的四个单元之一，wij为1，如果是其他单元或单元为无数据，wij则为0。若计算区域有相似的属性值，I为正；若计算区域为不同数值，则为负；若属性值随机排列，则趋于0。niminimjijnimjmjmiijxxwxxxxwnI121111引入Moran指数

6、加以表达2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Moran：1.77高差：高差：5m平均高程平均高程：5.8m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Moran：0.88高差：高差：5m平均高程平均高程：5.8m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Moran：0.88高差：高差：5m平均高程平均高程：5.8m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Moran：2.33高差：高差：10m平均高程平均高程：7m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Moran：1.89高差：高差：10m平均高程平均高程：7m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Moran：1.53高差：高差：10m平均高程

7、平均高程：7m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Moran：2.38高差：高差：5m平均高程平均高程：7.6m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Moran：0.99高差：高差：5m平均高程平均高程：7.6m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Moran：0.27高差：高差：5m平均高程平均高程：7.6m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Gini：0.11高差：高差：5m平均高程平均高程：5.8m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Gini：0.15高差：高差：10.5m平均高程平均高程：5.8m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Gini：0.29高差：高差：22

8、.9m平均高程平均高程：5.8m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析Gini：0.12高差：高差：22.9m平均高程平均高程：5.8m2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析建筑占空度建筑占空度l定义：局部区域内，城市建筑的体积与该区域面积之比。l反映统计区域内，建筑对城市上空的占有程度图例城市占空度：城市占空度：3.23.2城市占空度：城市占空度：11.311.32.基于U-DEM的城市三维形态特征分析城市表面起伏度城市表面起伏度一般在居民区起伏变化比较小。在高度开发的商业区，由于地价的原因，建筑高度和建筑密度均高，起伏变化也比居民区复杂。在商用-居住混合区，由于开发程度介于居住区和商业

9、区之间，且在不断的开发中，因此，其极差变化较多，且起伏变化剧烈。l定义：局部区域内，城市建筑的起伏错落程度。2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析城市三维开阔度城市三维开阔度 开阔度是对地表形态开阔程度的定量描述，反映了周围地开阔度是对地表形态开阔程度的定量描述，反映了周围地形地物的物理辐射及视线对空间某一点的遮蔽影响。形地物的物理辐射及视线对空间某一点的遮蔽影响。OBCAD最大遮蔽角相同的情况下，左侧遮蔽明显与最大遮蔽角相同的情况下，左侧遮蔽明显与右侧不同右侧不同2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析南京老城区城市占空度南京老城区城市占空度1997年城市占空度分布图2006年城市占空度分

10、布图城市占空度0-2.32.3-4.74.7-8.18.1-14.814.8-34.2在1977-2013年期间，研究区内的高层建筑的数量增长很快，平均高度也有了大幅度的提高。对比发现，城市占空度的增加不仅仅出现在商业中心，而是全区增大的趋势，这些高层建筑改变着区域内的城市占空度值，对城市上空的占有程度增大 U-DEM在城市规划中的应用3.U-DEM在城市规划中的应用城市表面起伏度城市表面起伏度1997年居住区城市表面起伏度500 1000 1500 2000 2500150100502006年居住区城市表面起伏度500 1000 1500 2000 250015010050 1997年商业区

11、城市表面起伏度1000 2000 3000 4000 5000150100501000 2000 3000 4000 5000150100502006年商业区城市表面起伏度 1997年商用-居住混合区城市表面起伏度15050100150100502006年商用-居住混合区城市表面起伏度城市垂直方向上的发展，不断地改变着城市的面貌，引起城市表面起伏度的不断变化。3.U-DEM在城市规划中的应用n单位面积内城市表面的高程差值。它表示在一定范围内，城市表面的高程变异程度。城市表面起伏度在数值上等于单位区域内高程最大值和高程平均之差。n城市表面起伏度可以区分区域内建筑组合类型方式的不同 500 100

12、0 1500 2000 2500150100501000 2000 3000 4000 500015010050区域相似度区域相似度1997年2006年从1997年到2006年以新街口为中心向四周，区域相似度逐渐增大。说明聚集程度在新街口为最大，向四周逐渐减小。区域均匀度区域均匀度Gini1997年2006年原先的建筑多为低层（2层）和多层（6层），高层建筑比例很小的街区，随着城市建设被高层建筑取代，打破了原先相对均匀的局面，区域均匀度增大，表明 区域内的差异增大。而在商业区附近，由于商业区在高层建筑的建设速度和程度上均高于其他区域，出现了相对均匀的高层建筑占主导的局面，区域均匀度反而在减小。

13、报告提纲1.U-DEM及其构建方法2.基于U-DEM的城市三维形态特征分析3.U-DEM在城市规划中的应用城市三维形态对风场趋势面影响城市三维形态对风场趋势面影响3.U-DEM在城市规划中的应用城市三维形态对噪音场趋势面影响城市三维形态对噪音场趋势面影响3.U-DEM在城市规划中的应用3.U-DEM在城市规划中的应用3.U-DEM在城市规划中的应用3.U-DEM在城市规划中的应用3.U-DEM在城市规划中的应用3.U-DEM在城市规划中的应用3.U-DEM在城市规划中的应用3.U-DEM在城市规划中的应用Your site hereLOGO3.U-DEM在城市规划中的应用阴影分析阴影分析室内日

14、照分析室内日照分析3.U-DEM在城市规划中的应用3.U-DEM在城市规划中的应用南京师范大学虚拟地理环境教南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室育部重点实验室视点位于城市主干道开阔度研究1视点视点编号编号393.U-DEM在城市规划中的应用小结小结nUrban DEM(U-DEM)是城市建设不可或缺的重要基础地理数据，基于DSM对现有的大比例尺DEM进行改造，可实现对U-DEM的快速构建.n基于U-DEM的城市三维形态分析，需采用一系列全新的定性、定量描述指标体系，基于地理学机理+形态的思路构建指标具有重要的意义。nU-DEM及应用的研究刚刚起步，具有重要的发及应用的研究刚刚起步，具有重要的发展前景，也是未来城市测绘研究的重要方向。展前景，也是未来城市测绘研究的重要方向。