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改革开放以来,随着广州高层建筑的迅速发展,不仅改变了城市的面貌和人们的居住模式,同时也由于其区位、规模、体量、造型、分布密度对城市景观、城市环境产生了不可忽视的影响。而未来的规划将不再局限于对城市平面的规划,还需要对城市的高度空间进行统一规划。本文以构建用于城市风洞模拟实验的广州市建成区三维城市模型为目的,对城市高度和建筑高度组合进行探讨,为研究三维城市空间对城市大气、热力环境的影响,探寻其演变规律打下基础,并为进一步研究城市空间对城市环境的影响提供理论依据。 本文首先阐述了三维城市模型的构建思路,紧接着介绍了建筑物高度和基底面积的获取方法以及三维城市模型的构建方法,并尝试着对城市高度的概念进行了概括,最后对城市立体空间组合进行分类。文章从城市高度、城市建筑组合、道路立体形态以及城市立体空间组合等方面,探讨了广州建成区的立体空间形态特征,并得出以下结论: 在三维城市模型构建方面: (1)本文首次对城市高度这一概念进行概括,并归纳了城市相对高度、绝对高度、平均高度的计算方法。 (2)本文基于GoogleEarth影像图,运用建筑物高度与其阴影长度的线性回归分析法,获取城市建筑物的高度。经检验所得的建筑高度数据其平均精度分别为95.30%和95.73%,完全可以满足构建三维城市模型的数据需求。 (3)本文基于GIS软件平台,利用所获取的建筑高度数据、城市多层和高层建筑物的平均基底面积以及广州市土地利用图,以500m×500m方格区为基本单元构建广州市建成区的三维城市模型,并成功地用于城市风洞模拟实验。 在城市立体形态及其空间组合方面: (1)本文根据构建的广州市三维城市模型及其高度,可将建成区的主体建筑组合分为四个阶梯,分别为:第一阶梯,21-29.36米;第二阶梯,29.36-48.20米;第三阶梯,48.20-78.71米;第四阶梯,78.71-169.20米。其面积占建成区总面积的比例分别为,第一阶梯75%,第二阶梯20%,第三阶梯4%,第四阶梯1%。 (2)通过对广州市主要城市道路与其两侧50米范围内建筑物的平均高度的宽高比可知,广州市的城市街道平均宽高比为1.17,最大为4.22位于环城高速公路西段,最小为0.27则处于林和中路。总体上环城高速公路及其以外的道路其宽高比均在1.5-2之间,就具体而言,不同道路和同一道路的不同路段其宽高比差异很大。 (3)通过对广州市主干道两侧建筑物平均高度的缓冲分析可知,主干道两侧的建筑物呈阶梯状分布,而且在距离道路50m、100m和150m的缓冲区内的阶梯最明显。本文按其阶梯组合特征,将道路的立体形态分为呈四阶梯、三阶梯和两阶梯分布三种类型。 (4)本文参考自然地形的分类方法并以城市高度及其相应面积为指标,将广州市建成区的立体空间形态分为六种组合类型。在宏观上可分为三片山地、四块高原、八个盆地,中观上可分为井形洼地、线性峡谷和零散丘陵。