CN103325010B - 基于因子综合评价的城市整体高度控制分区方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于因子综合评价的城市整体高度控制分区方法，该方法基于因子综合评价的城市整体高度控制分区方法，首先从城市总体规划等相关法定规划成果中提取所需数据资料，结合研究构筑的高度控制数学模型，将数据资料导入数字技术平台转化为影响因子控制参数，得到各街区单元的高度控制值，然后进一步利用Saaty法进行标准化修正，转化得到最终的高度控制分区结果。本发明客观的理性分析为基础，较为综合全面的评价方式，且数据资料易于获得，从而有效地从宏观层面对城市高度进行控制。

Description

基于因子综合评价的城市整体高度控制分区方法

技术领域

本发明属于城市规划技术领域，尤其涉及基于因子综合评价的城市高度控制技术。

背景技术

城市高度控制是城市空间形态控制的重要组成部分，反应了城市空间在三维尺度中的集聚程度，也是对城市界面、城市天际线等空间景观进行塑造的重要手段。在城市化快速发展过程，城市高度控制不仅受到景观视觉体验方面的影响，也是城市经济社会发展客观规律在空间形态上的直观反应。

对于城市高度控制现有方法主要有以下几种：

1.透视图法

确定特定的观测视点及视角，通过手绘或者虚拟空间模拟得到所研究区域的空间透视图，根据所要达到的空间效果，对透视图进行修改，再将得到的透视图转化为高度控制成果。

2.叠图法(合成照片法或集成照片法)

在现实城市空间中确定特定的观测视点及视角，通过拍摄照片，并根据空间位置将其合成，对得到的城市空间景观效果进行评价或者修改，从而对城市高度控制提出相关要求。

3.制作模型法等

为所研究的城市空间建立实体模型或者虚拟三维空间模型，根据研究需要，在模型中对城市建筑高度进行修改，将修改得到的模拟效果转化为城市高度控制。

4.因子综合评价法

在经过专家问卷调查与反馈等的基础上，确定影响高度形态的因子，并采用层次分析法(AHP)对影响城市高度形态分布的各因子所占的权重进行了计算；继而，以地理信息系统(GIS)为研究的技术平台，分别进行单因子评价和多因子综合评价。

在实践案例中，各种方法不是绝对独立的，可以根据所研究的对象特点选择多种方法综合研究。

对于城市高度控制，传统的一般方法单纯依靠经验判断、视觉评价等，缺乏科学的数据支撑，且研究尺度受到限制，以地段级的城市尺度为主，很难从城市总体宏观尺度来进行综合分析。另一方面，一些规划实践也尝试利用数字平台来对城市高度控制进行辅助研究，但多是从某些特定城市空间标志物的空间景观效果角度出发，难以从宏观全局角度进得把握。或者引入的影响因素过于复杂，无法体现城市经济社会发展的内在规律。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明提供了一种基于因子综合评价的城市整体高度控制分区方法，该方法客观的理性分析为基础，较为综合全面的评价方式，且数据资料易于获得，从而有效地从宏观层面对城市高度进行控制。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种基于因子综合评价的城市整体高度控制分区方法，包括以下步骤：

步骤1、获取基础数据资料，该基础数据资料包括城市用地性质规划矢量文件、城市各级中心空间落点矢量文件、城市道路规划矢量文件、城市轨道交通站点规划矢量文件、土地出让价格数据点矢量文件，且各文件采用DWG或SHP格式；

步骤2、以街区为控制单元，从城市总体规划图中提取城市街区单元的矢量图形，并以此构建高度控制数学模型：

其中n＝6

式中，K为街区单元的高度控制值，k₁为市级中心因子分值，k₂为区级中心因子分值，k₃为道路可达因子分值，k₄为轨道交通因子分值，k₅为地价资源因子分值，k₆为景观资源因子分值；

步骤3、通过步骤1获取的基础数据资料，获取各个影响因子的空间矢量数据资料，并通过ARCMAP数字分析软件进行参数设置运算；

步骤4、将步骤3得到参数设置结果带入高度控制数学模型，从而得到各街区单元的高度控制值；

步骤5、利用Saaty法对步骤4获取的街区各项指标进行标准化修正，该标准化修正公式如下：

式中，x为原始数据K，为x的平均值，Q²为方差，X为标准化后数据。

进一步的，步骤2所述从城市总体规划图中提取城市街区单元的矢量图形的具体如下：(1)将获取得到的研究区域范围内的城市用地规划图矢量文件，以城市道路红线为边界，通过AUTOCAD软件中BO边界创建命令，从而生成以街区为单元的闭合线框DWG矢量文件；(2)将该DWG矢量文件通过ARCMAP软件转化成SHP文件格式，从而得到城市街区单元矢量数据资料。

进一步的，步骤3包括以下步骤：

(1)将步骤1中得到的城市主中心、次中心空间落点矢量图导入ARCMAP操作软件中，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到市级中心因子参数k1；

(2)将步骤1中得到的城市区级中心空间落点矢量图导入ARCMAP操作软件，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到区级中心因子参数k2；

(3)将步骤1中得到的城市道路交通规划矢量文件导入ARCMAP操作软件，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到道路可达因子参数k3；

(4)将步骤1中得到的城市轨道交通站点规划矢量文件导入ARCMAP操作软件，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到轨道交通因子参数k4；

(5)将步骤1中得到土地出让价格数据点矢量文件导入ARCMAP操作软件，运用Kriging插值法命令对其进行运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到地价资源因子参数k5；

(6)从步骤1中得到的城市用地性质规划图中提取山体、水体、大型公共绿地图形，导入ARCMAP操作软件，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到景观资源因子参数k6。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明针对城市空间形态控制过程中的高度控制需求，特别是宏观层面的整体城市高度形态控制，将经济、交通、环境、文化等多重影响人类行为聚集的因素纳入对城市高度控制影响的考虑范畴，并运用数字技术平台进行综合分析，从而更加科学、有效地从宏观全局视角对城市整体空间高度形态进行控制，具有显著的工程技术效果。具体来说：

1.本发明的研究从城市空间集聚本质上是人的行为活动聚集这一角度出发，在影响因子的选择上，单纯从城市经济社会发展的客观规律出发，排除视觉设计、人脑思维选择因素的干扰，可以更加客观地反映城市发展过程中市场与规划等作用力对城市形态的影响；

2.本发明是将城市总体作为研究对象，从宏观尺度对城市高度进行总体控制和把握，运用数字技术对大量的研究对象以及多因子综合影响进行计算分析。这种从宏观视角出发和以大量数据支撑的控制技术，可以有效避免区域或者地段级城市高度控制时产生的过分关注自身而与城市总体脱节的局限性，在规划管理实践中具有重要参考价值。

附图说明

图1为本发明所述选址方法的流程示意图；

图2为各个影响因子独立影响下的街区单元高度控制值分布图；

图3为由步骤4产生的各街区单元的高度控制值分布图；

图4为由步骤5产生的城市高度分区控制结果图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明的基于因子综合评价的城市整体高度控制分区方法，首先从城市总体规划等相关法定规划成果中提取所需数据资料，结合研究构筑的高度控制数学模型，将数据资料导入数字技术平台转化为影响因子控制参数，得到各街区单元的高度控制值，然后进一步利用Saaty法进行标准化修正，转化得到最终的高度控制分区结果。如图1所示，本发明的流程如下：

步骤1：从城市总体规划、其它相关法定规划以及国土资源部门公布的资料中提取研究所需要的基础数据资料，具体包括：

1.1)从城市总体规划中提取城市主中心、城市次中心及各区级中心空间落点的矢量文件；

1.2)从城市总体规划(或其它具有法定效力的城市综合交通规划)中提取城市次干道级以上的道路中心线图形作为城市道路交通规划矢量文件；

1.3)从城市总体规划(或其它具有法定效力的城市综合交通规划)中提取城市轨道交通站点矢量文件；

1.4)从国土资源部门公布的相关资料中提取土地出让价格数据点矢量文件；

1.5)从城市用地性质规划图中提取山体、水体和大型公共绿地图形，另存为城市景观资源矢量文件。

步骤2：从城市总体规划图中提取城市街区单元的矢量图形并构筑高度控制数学模型，如图2所示。具体包括：

2.1)将步骤1中获得所研究区域范围内的城市用地规划图DWG矢量文件，以城市道路红线为边界，在AUTOCAD操作软件中利用BO边界创建命令，生成以街区为单元的闭合线框DWG矢量文件；

2.2)将步骤2.1得到的DWG矢量文件导入ARCMAP操作软件，并将其转化为SHP文件格式，从而得到城市街区单元模型。

2.3)构筑高度控制数学模型，以街区为控制单元，高度控制值由以下数学模型确定：

其中n＝6

式中，K为街区单元的高度控制值，k₁为市级中心因子分值，k₂为区级中心因子分值，k₃为道路可达因子分值，k₄为轨道交通因子分值，k₅为地价资源因子分值，k₆为景观资源因子分值；

步骤3：从步骤1中得到的基础数据中获取各个影响因子的空间矢量数据资料，在ARCMAP数字分析软件中进行参数设置运算，结果如图3所示，具体过程如下：

3.1)将步骤1中得到的城市主中心、次中心空间落点矢量图导入ARCMAP操作软件中，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到市级中心因子参数k1；

3.2)将步骤1中得到的城市区级中心空间落点矢量图导入ARCMAP操作软件，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到区级中心因子参数k2；

3.3)将步骤1中得到的城市道路交通规划矢量文件导入ARCMAP操作软件，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到道路可达因子参数k3；

3.4)将步骤1中得到的城市轨道交通站点规划矢量文件导入ARCMAP操作软件，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到轨道交通因子参数k4；

3.5)将步骤1中得到土地出让价格数据点矢量文件导入ARCMAP操作软件，运用Kriging插值法命令对其进行运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到地价资源因子参数k5；

3.6)从步骤1中得到的城市用地性质规划图中提取山体、水体、大型公共绿地图形，导入ARCMAP操作软件，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到景观资源因子参数k6。

步骤4：将参数设置结果代入高度控制数学模型得到各街区单元的高度控制值K的分布，如图3所示。

步骤5：使用Saaty法，对步骤4获取的街区的各项指标进行标准化修正：

标准化计算公式为：

式中，x为原始数据K，为x的平均值，Q²为方差，X为标准化后数据。

X即为城市高度分区控制结果，如图4所示。

Claims (3)

1.一种基于因子综合评价的城市整体高度控制分区方法，包括以下步骤：

步骤1、获取基础数据资料，该基础数据资料包括城市用地性质规划矢量文件、城市各级中心空间落点矢量文件、城市道路规划矢量文件、城市轨道交通站点规划矢量文件、土地出让价格数据点矢量文件，且各文件采用DWG或SHP格式；

步骤2、以街区为控制单元，从城市总体规划图中提取城市街区单元的矢量图形，并以此构建高度控制数学模型：

其中n＝6

式中，K为街区单元的高度控制值，k₁为市级中心因子分值，k₂为区级中心因子分值，k₃为道路可达因子分值，k₄为轨道交通因子分值，k₅为地价资源因子分值，k₆为景观资源因子分值；

步骤3、通过步骤1获取的基础数据资料，获取各个影响因子的空间矢量数据资料，并通过ARCMAP数字分析软件进行参数设置运算；

步骤4、将步骤3得到参数设置结果带入高度控制数学模型，从而得到各街区单元的高度控制值；

步骤5、利用Saaty法对步骤4获取的街区各项指标进行标准化修正，该标准化修正公式如下：

$X=\frac{x-\stackrel{\‾}{x}}{Q^2}$

式中，x为原始数据K，为x的平均值，Q²为方差，X为标准化后数据。

2.根据权利要求1所述基于因子综合评价的城市整体高度控制分区方法，其特征在于：步骤2所述从城市总体规划图中提取城市街区单元的矢量图形的具体如下：(1)将获取得到的研究区域范围内的城市用地规划图矢量文件，以城市道路红线为边界，通过AUTOCAD软件中BO边界创建命令，从而生成以街区为单元的闭合线框DWG矢量文件；(2)将该DWG矢量文件通过ARCMAP软件转化成SHP文件格式，从而得到城市街区单元矢量数据资料。

3.根据权利要求2所述基于因子综合评价的城市整体高度控制分区方法，其特征在于：步骤3包括以下步骤：

(1)将步骤1中得到的城市主中心、次中心空间落点矢量图导入ARCMAP操作软件中，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到市级中心因子参数k₁；

(2)将步骤1中得到的城市区级中心空间落点矢量图导入ARCMAP操作软件，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到区级中心因子参数k₂；

(3)将步骤1中得到的城市道路交通规划矢量文件导入ARCMAP操作软件，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到道路可达因子参数k₃；

(4)将步骤1中得到的城市轨道交通站点规划矢量文件导入ARCMAP操作软件，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到轨道交通因子参数k₄；

(5)将步骤1中得到土地出让价格数据点矢量文件导入ARCMAP操作软件，运用Kriging插值法命令对其进行运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到地价资源因子参数k₅；

(6)从步骤1中得到的城市用地性质规划图中提取山体、水体、大型公共绿地图形，导入ARCMAP操作软件，运用多重空间缓冲Multiple Ring Buffer命令对其进行缓冲影响运算，得到的结果与街区单元模型进行叠合，得到景观资源因子参数k₆。