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随着经济贸易方式的转变和产业结构的调整，高新科技产业不断兴起，传统重工业逐渐衰败，从而导致城市竞争力减弱，城市功能亟待转型。中国的老工业区在改造更新过程中，建成区在水平扩展的同时，其内部景观变化剧烈，建筑物高度不断提高，垂直扩展显著，使得城市面貌发生了巨大的变化。 在遥感与GIS技术平台的支持下，以中国沈阳市铁西区为例，应用Barista软件和高分遥感影像，解译每栋建筑的三维信息，从城市总体景观变化、建筑景观指标、统计分析、建筑平均高度自相关、建筑用地斑块更新、城市天际轮廓线和高层建筑的数量与占地面积的关系等角度分析了老工业区在更新过程中的空间三维扩展特征。研究结果表明，从1997到2011年，铁西区的建筑以多层建筑(10m＜H≤24m)为主，单层建筑(H≤5m)和低层建筑(5m＜H≤10m)数量上总体呈下降趋势，多层建筑(10m＜H≤24m)、中高层建筑(24m＜H≤50m)、高层建筑(50m＜H≤100m)和超高层建筑(H＞100m)的数量总体呈上升趋势;建筑景观向垂直方向扩张，建筑容纳能力提高，建筑能耗降低，城市的建筑分布越来越不均匀，城市在三维空间拥挤程度大幅增加;建筑用地斑块更新以改造斑块为主，新建斑块为辅，区域交通、土地利用类型和与城市中心的距离对城市建筑用地斑块更新的空间分布具有一定的影响;建筑平均高度的空间分布与土地利用类型和距城市中心的距离相关。城市天际轮廓线距地平面逐步升高，城市的东西向天际轮廓线从峰谷交错形态逐步变成较为均一的形态且发展较为均衡，城市的南北向天际轮廓线的“峰”由城市中部逐步向城市南部扩展且变化较快，城市北部的天际轮廓线变化较为缓慢，城市整体形态一直是类似于弱金字塔型，但金字塔的顶部夹角最渐变大。此过程中老工业区城市空间3D扩展变化规律可为老工业区的城市规划与建筑更新提供有益的参考。 同时，城市大气污染严重，严重影响了人们的身体健康。在每栋建筑的三维信息的基础上，构建研究区域尺度、居住区尺度及街谷尺度的三维模型，运用计算流体力学软件，对冬、春两季污染气体SO2或CO在城市、典型居住区及街谷内的扩散情况进行数值模拟。城市的建筑格局能够显著影响城市内部的风、温和SO2的分布状况。城市的3D扩展导致城市同一高度处所受较大风速影响的面积加大，城市较高温度控制的垂直范围及高浓度的污染气体影响面积同时增加。居住区尺度上的研究结果表明，居住区范围内，道路的线源污染气体，冬春季时对新型规划布局的居住区的影响较小。居住区的布局和建筑高度在一定程度上影响着污染气体的扩散范围。街谷尺度上的研究结果表明，街谷的H/D影响着街谷中污染物的扩散。由于城市的扩展，街谷的H/D越来越大，H/D越大的道路受污染气体的影响越小，除冬季南北向道路以外。在此基础上进一步分析了影响污染气体扩散的因素，为城市空间各个尺度空气环境的优化提供方法支撑，对构建健康的城市环境质量具有重要的理论指导意义。 1997年至2011年沈阳市铁西老工业区景观在水平方向和垂直方向均发生了剧烈的变化，城市的三维扩展显著。城市高度的增加，建筑密度加大，致使城市受到较高浓度SO2影响的面积增大，不利于城市污染气体的扩散;城市居住区的新型布局模式大多受道路的线源污染气体的影响较小;随着城市的扩展，街谷H/D值的增大，街谷内的污染物扩散能力也随之增强。