广州建成区三维城模型的构建及其高度分布特征-热带地理.PDFVIP

第28 卷 第6 期 热 带 地 理 Vol.28 ，No.6 2008 年11 月 TROPICAL GEOGRAPHY Nov. ，2008 广州建成区三维城市模型的构建及其高度分布特征 罗谷松，孙 武，李 国，纪 芸，王义明 （华南师范大学地理科学学院，广州 510631 ） 摘 要：根据在Google Earth 上采集到的广州市高层建筑数据，经过校正、换算、加权等一系列的数据处理过程， 结合2004 年广州土地利用图，使用ArcGIS 的三维建模功能，构建了广州市基于250 m 、500 m 和1 000 m 3 种方 格网的三维城市模型，并重点对500 m 方格网模型的高度分布特征进行了分析。结果显示，广州三维城市空间形 态具有如下总特点：城市高度居于全国前列，高层建筑广泛分布而相对集中，城市“地形”呈“三峰四阶梯”式的起 伏形态，城市天际线变化较大。 关键词：广州；高层建筑；三维城市模型；高度 中图分类号：K915 文献标识码：A 文章编号：1001-5221(2008)06-0523-06 三维城市模型 （简称3DCM ）的构建与应用是 层建筑对城市的影响多从社会方面着手，较少涉及 目前国际GIS领域及其相关学科研究的热点，在交 城市环境，而从整个城市角度来研究三维城市空间 通、地质、矿山、测绘、城市规划、建设、环保等 对城市大气、热力环境的影响更是少之又少。本研 方面有着十分重要的研究意义。三维城市模型自英 究正是从母课题 “百年来广州下垫面变化对地面风 国Bath城的三维计算机模型建立开始，20 世纪 90 场影响的风洞模拟及其与热岛的关系”的研究目的 年代以来有了较大的发展，并受到越来越广泛的关 出发找出其演变规律，弥补相关理论的不足，以期 注[1] 。综观 3DCM的研究历史，其数据模型构建采 为研究城市空间对城市环境的影响提供理论依据。 用的方法可分为3 类，即基于DEM与影像的方法、 据笔者在Google Earth 上的统计，截至2005 年 基于规则几何体与2DGIS 的方法和基于三维数据模 底，广州100 m 以上超高层建筑已达369 栋，而这 型的方法[2] 。这3 种方法侧重点各有不同，可适用 一数字还在迅速增加，高层建筑对广州城市的影响 于不同应用需求的3DCM系统。其中第一种目前仅 也日益增大。因此，研究其分布规律以及如何处理 用于建立简单粗略的城市景观模型；第二种在建立 好高层建筑与城市发展的关系也就变得相当重要。 简单的三维城市电子地图方面应用较广；第三种因 1 建模思路与技术路线 综合分析了三维对象本身的特点，也考虑了对象间 的空间关系的表达，因而更接近3DGIS应具备的功 本文建模的目的在于从宏观上分析广州市建成 能，是目前 3DCM建模的发展方向。从上世纪 90 区建筑物的空间布局，故不像微观三维模型需对建 年代起，北京、上海、广州、深圳等城市陆续开展 筑物贴面、楼层、内部空间布局和材料等进行详细 – 3DCM在城市建设相关领域中的应用[3 6] 。应用类型 描绘。本文直接从Google Earth 上获取广州高层建 多集中于城市景观的模拟及城市形态的研究。 筑高度，通过经纬坐标将楼高直接赋予同期大比例 改革开放以来，广州高层建筑的迅速发展，不 尺土地利用图建筑用地的对应单元，按设定的算法 仅改变了城市的面貌和人们的居住模式，也由于其 求出不同方格网内楼房的平均高度，再利用ArcGIS 区位、规模、体量、造型、分布密度等因素对城市 所提供的建模功能构建广州高层建筑的宏观三维模 景观、城市微观物理环境产生了不可忽视的影响， 型，分析高层建筑高度的空间分布特征。 如高层建筑微观物理环境日温差变化大，室内物理 1.1 楼高数据的获取与校准