济南城市三维景观格局时空分异特征研究

摘要

中国正处于快速城镇化的关键时期，城市空间扩展面临众多复杂的问题。为了合理规划城市改造，优化城市建设布局，基于高分辨率遥感影像的城市三维格局变化研究成为当前研究的热点问题。济南市作为山东省省会，环渤海地区南翼的中心城市，是我国经济开发最早，城镇发展历史最悠久的地区。随着济南城区的不断更新与发展，城市三维建筑景观发生了显著变化，通过从整体上把握城市的扩展规律，对合理制定城市规划和土地利用具有重要的意义。 本文以高分一号遥感数据为基础数据，通过对建筑物轮廓和阴影的提取，构建了济南城市三维建筑景观，并结合指标分析法、全局自相关分析法和建筑物利用类型分析法，分别对济南市2016年和2018年的三维空间扩展特征进行了研究，主要内容如下： （1）基于高分一号遥感数据，应用面向对象的提取方法，完成了济南城市三维建筑景观的构建。通过对2016年和2018年济南城市三维景观构建结果的比较，2018年济南城市三维建筑物景观在城市的东西方向扩展变化明显，建筑物高度显著增高。 （2）济南城市建筑类型分布不均。城市建筑类型从整体上以多层建筑为主，超高层建筑占有率较低；从地域分布上多层建筑多分布在老城区，中高层建筑多分布高新技术开发区和棚户改造区，建成区边缘地带多以低层建筑分布为主。 （3）济南城市建筑物在平均高度上聚集状态分布显著。通过全局自相关分析，济南市建成区建筑物在平均高度上的聚集分布状态具有显著的空间正相关关系，济南市建筑高—高、低—低聚集状态明显，高—高聚集状态多集中分布在历下区，低—低聚集状态在城市边缘地带分布明显，2018年城市建筑物的聚集分布有向历城区和槐荫区扩展的趋势。 （4）济南城市建筑用地类型主要集中在多层建筑居住用地和多层建筑商业文化用地，且2016年和2018年建筑用地类型变化不显著。 （5）济南城市空间格局变化明显，行政区之间差异显著。整体上济南城市空间格局变化在东西方向的扩展较明显，南北方向发展相对较缓慢。城市行政区之间的三维扩展指标差异显著。历下区城市建筑平均高度变化最小，而随着槐荫区和历城区的开发建设，建筑平均高度变化较大；高度标准差最大的为历城区，说明历城区高层建筑与低层建筑差距的逐渐拉大。行政区间平均城市容积率最大的为天桥区，其他行政区平均城市容积率分布较均匀，年际变化都呈上升趋势。

目录

声明

1 绪论

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 城市扩展研究

1.2.2 城市三维信息的提取研究

1.2.3 城市三维模型构建方法研究

1.2.4 城市三维景观格局研究

1.3 主要研究内容

1.4技术路线

2 研究区概况

2.1 自然地理概况

2.2 社会经济概况

2.3城市发展概况

3.1 数据来源

3.2 数据处理

3.2.1 数据预处理

3.2.2 面向对象的建筑物轮廓提取

3.2.3 面向对象的建筑物阴影提取

3.2.4 建筑高度反演

3.3精度检验

3.4.1建筑类型划分

3.4.2三维景观构建

4.1 三维景观格局分析方法

4.1.1城市三维形态指标分析法

4.1.2 城市三维形态空间自相关分析

4.1.3城市天际线

4.2.1高度指标指数分析

4.2.2 面积指标指数分析

4.2.3 体积指标指数分析

4.3 建筑空间全局自相关分析

4.4城市天际线分析

4.5建筑物利用类型分析

5 城市三维景观格局变化驱动因素分析

5.1 自然环境因素

5.2 人口变化因素

5.3 社会经济因素

5.4 政策推动因素

6.1 主要结论

6.2 主要讨论

6.2.1城市三维景观扩展的生态学意义

6.2.2 城市三维景观扩展的环境学意义

6.2.3 城市三维扩展的社会学意义

6.3 存在不足

参考文献

攻读硕士学位期间参与课题及发表论文

致谢