經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建筑結(jié)構(gòu)形式相關(guān)性初探

黃志東，何萍

（廣東省地震局，廣州510070）

經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建筑結(jié)構(gòu)形式相關(guān)性初探

黃志東，何萍

（廣東省地震局，廣州510070）

將引入相似度的概念探索驗(yàn)證不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建筑結(jié)構(gòu)形式分布的相關(guān)性，將不同地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、建筑物類(lèi)型特征的相似度給出量化指標(biāo)，進(jìn)而為下一步的建筑物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的更新打下基礎(chǔ)。

建筑類(lèi)型；經(jīng)濟(jì)發(fā)展；相關(guān)性；相似度

0 引言

廣東省防震減災(zāi)“十一五”重點(diǎn)項(xiàng)目“重點(diǎn)

監(jiān)視防御區(qū)縣級(jí)以上城市建（構(gòu)）筑物抗震性能普查”正是在這一背景下開(kāi)展的，該項(xiàng)目在2009—2012年對(duì)廣東省沿海13個(gè)地級(jí)市（廣州、深圳、珠海、佛山、江門(mén)、東莞、中山、湛江、茂名、陽(yáng)江、汕頭、潮州、揭陽(yáng)）的部分建（構(gòu)）筑物抗震性能進(jìn)行了普查，共計(jì)普查建筑物57.3萬(wàn)棟，普查總建筑面積達(dá)到12.6億平方米。普查的內(nèi)容包括建筑物的建筑年代，結(jié)構(gòu)類(lèi)型，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等[1]。這一普查項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)廣東省現(xiàn)有城市建（構(gòu)）物的總體情況有了大致的了解。地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)里有基于鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道的建筑物數(shù)據(jù)，是地震災(zāi)害快速評(píng)估的基礎(chǔ)，如何利用已有的普查數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行更新是一個(gè)全新的課題。

1 研究思路

利用已做過(guò)建筑物普查地區(qū)來(lái)更新其它未普查地區(qū)的建筑物數(shù)據(jù)，需要具備兩個(gè)前提條件：①普查地區(qū)與非普查地區(qū)須具有地域相似性。一般說(shuō)來(lái)，在相同的地域條件下的建筑形態(tài)往往具有一定的共同特征。在一定的“地域”里，人們使用相同的或者相近的方言，從事相似的生產(chǎn)勞動(dòng)，有著共同的信仰和價(jià)值觀念，因此傳承了一致的建造技術(shù)和建造規(guī)則，同時(shí)也使得區(qū)域內(nèi)的建筑材料具有很大的同質(zhì)性[2]。②對(duì)于地域相似地區(qū)，必須找到已普查地區(qū)與未普查地區(qū)其建筑物結(jié)構(gòu)形式相似性的衡量指標(biāo)，并能將此指標(biāo)量化。只有具備上述兩前提，才可以進(jìn)一步推進(jìn)下一階段建筑物更新算法研究。

前一個(gè)前提條件可以通過(guò)劃分對(duì)比區(qū)域來(lái)解決。林琳[3]等人曾根據(jù)建筑形態(tài)、地域分布連續(xù)性、建筑發(fā)展過(guò)程、社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展淵源四大原則將廣東地域建筑劃分為粵中粵西廣府建筑區(qū)、粵東潮汕建筑區(qū)、粵北粵東北客家建筑區(qū)。但由于已做過(guò)建筑物普查的地區(qū)并沒(méi)有完全覆蓋這三大建筑區(qū)域，只能簡(jiǎn)單按照社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展水平、地理環(huán)境以及地域分布連續(xù)性分為粵東、粵西以及珠江三角洲三個(gè)對(duì)比區(qū)域。

找到地區(qū)建筑物結(jié)構(gòu)形式相似性的衡量指標(biāo)，并且能夠進(jìn)行量化，這是整個(gè)研究過(guò)程中的難點(diǎn)。但是，眾所周知一個(gè)地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)形式往往與當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相關(guān)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平是影響建筑結(jié)構(gòu)形式及安全的重要因素，因此我們可以把區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似性作為地域相似地區(qū)建筑物結(jié)構(gòu)形式相似性的衡量指標(biāo)，在本文中，主要探討衡量指標(biāo)的可行性。引入模糊數(shù)學(xué)中相似度的概念，把不同地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及建筑結(jié)構(gòu)形式相似度分別進(jìn)行量化，從相似度的相關(guān)性來(lái)驗(yàn)證替代指標(biāo)的可行性，也就是說(shuō)以此來(lái)證明社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展越相似的地方其建筑形式是否越相似。

2 相似度的計(jì)算方法

借用模糊數(shù)學(xué)中加權(quán)海明距離的定義，來(lái)計(jì)算經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展以及建筑類(lèi)型比例的相似度[4]，?。?/p>

則采用多因素加權(quán)來(lái)定義兩地區(qū)的貼近度：

式（1）、（2）中，M表示參與評(píng)定的因子個(gè)數(shù)；n表示總體分類(lèi)每個(gè)元素的單因子的總數(shù)；dm(A，Bi)表示被求值與已知值的差距；Kji表示第m元素中第j個(gè)因子對(duì)i個(gè)因子的比值；uAm（j）表示被比較地區(qū)第m元素中第j個(gè)因子的比值；uBim（j）表示用以比較地區(qū)Bi中第m元素中第j個(gè)因子的比值；ωm表示第m元素的權(quán)重；∝i(A，Bi)表示相似度。

表1 經(jīng)濟(jì)、人口數(shù)據(jù)比對(duì)表Table1 Comparison table of economic and population data

3 實(shí)例驗(yàn)算

下面將選取陽(yáng)江市江城區(qū)、茂名市茂南區(qū)、茂名市茂港區(qū)、江門(mén)市江海區(qū)、江門(mén)市蓬江區(qū)、江門(mén)市新會(huì)區(qū)等的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相似度計(jì)算，最后對(duì)其建筑物類(lèi)型進(jìn)行相似度計(jì)算，以此來(lái)例證經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建筑類(lèi)型結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在進(jìn)行社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相似度計(jì)算時(shí)，主要考慮了經(jīng)濟(jì)總量GDP、工業(yè)生產(chǎn)總額、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總額以及第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)額、常住人口總數(shù)五大影響因素。在進(jìn)行房屋建筑形式相似度計(jì)算了，主要考慮了建筑的地上層數(shù)及房屋的承重類(lèi)型兩大影響因素。

將表1中各項(xiàng)數(shù)據(jù)代入公式（1）和（2）中：

M表示參與評(píng)定社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相似度的因子個(gè)數(shù)，如：經(jīng)濟(jì)參數(shù)，常住人口參數(shù)等。

n表示總體分類(lèi)每個(gè)元素的單因子的總數(shù)，如經(jīng)濟(jì)參數(shù)中的GDP，工業(yè)生產(chǎn)總值，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值，第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值等。

dm(A，Bi)表示欲評(píng)估地區(qū)與已知地區(qū)的差距。

Kji表示第m元素中第j個(gè)因子對(duì)i個(gè)因子的比值；在經(jīng)濟(jì)參數(shù)中GDP的權(quán)重是0.5，其它因子的權(quán)重是0.17。

ωm表示第m元素的權(quán)重，經(jīng)濟(jì)參數(shù)權(quán)重取0.7，人口權(quán)重取0.3。

通過(guò)計(jì)算得到表2，即參與比較地區(qū)與陽(yáng)江市江城區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似值。值越高表示相似程度越高。

將表3，表4中各項(xiàng)數(shù)據(jù)代入公式（1）和（2）中：

M表示參與評(píng)定房屋建筑形式相似度的因子個(gè)數(shù)，如：地上層數(shù)，承重類(lèi)型等。

n表示總體分類(lèi)每個(gè)元素的單因子的總數(shù)，如地上層數(shù)平房比例，2～3層樓房比例，4～6層樓房，7～9層樓房等。

dm（A，Bi)表示欲評(píng)估地區(qū)與已知地區(qū)的差距。

Kji表示第m元素中第j個(gè)因子對(duì)i個(gè)因子的比值；在地上層數(shù)中各因子的權(quán)重取均值0.2；承重類(lèi)型中的各因子權(quán)重也是取均值0.25。

ωm表示第m元素的權(quán)重，承重類(lèi)型的權(quán)重取0.7，地上層數(shù)權(quán)重取0.3。

表2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相似度Table 2 Similarity of the socio-economic development

表3 房屋地上層數(shù)比例 （按占總戶數(shù)百分比統(tǒng)計(jì)）Table 3 The proportion of the buildings by stories(according to percentage of the total number of households)

表4 房屋按承重類(lèi)型比例（按占總戶數(shù)百分比統(tǒng)計(jì)）Table 4 The proportion of buildings by load-bearing style(according to percentage of the total number of households)

通過(guò)計(jì)算得到表5，即參與比較地區(qū)與陽(yáng)江市江城區(qū)房屋形式相似值。值越高表示相似程度越高。

表5 房屋類(lèi)型相似度Table 5 Similarity of the building style

4 結(jié)論

從表2及表4所得出的相似值可以看出，陽(yáng)江市與茂名市同處于粵西地區(qū)，屬于地域相似地區(qū)，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及房屋結(jié)構(gòu)類(lèi)型的相似度較高，而江門(mén)市屬于珠江三角洲地區(qū)，其與陽(yáng)江市江城區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及房屋結(jié)構(gòu)類(lèi)型的相似度就較低。這一結(jié)論也反證出地域相似地區(qū)其社會(huì)發(fā)展水平及房屋結(jié)構(gòu)類(lèi)型更接近。同時(shí)從計(jì)算結(jié)果中，還可以反映出社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似度越高的地區(qū)，其房屋結(jié)構(gòu)類(lèi)型相似程度越高，呈正相關(guān)的關(guān)系。因此在以后的研究中可以將區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似性作為地域相似地區(qū)建筑物結(jié)構(gòu)形式相似性的衡量指標(biāo)。不過(guò)，在計(jì)算區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似度中，影響因素可以進(jìn)一步細(xì)化，可以增加權(quán)重系數(shù)，來(lái)增加相似度的準(zhǔn)確性。

[1]何萍，王挺.基于抗震性能普查數(shù)據(jù)的城區(qū)群體建筑震害預(yù)測(cè)初探[J].華南地震，2014，34（1）：21-25.

[2]尹亮.河南鄉(xiāng)土建筑類(lèi)型及區(qū)劃研究[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2011.

[3]林琳，任炳勛.廣東地域建筑的類(lèi)型及其區(qū)劃初探[J].南方建筑，2005（01）：19-22.

[4]汪培莊.模糊集合論及其應(yīng)用[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1983.

[3]廣東省統(tǒng)計(jì)局.廣東省第六次全國(guó)人口普查資料2010 [M].北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2012.

Study on the Relationship Between Economic Development and Building Style

HUANG Zhidong，HE ping
（Earthquake Administration of Guangdong Province，Guangzhou 510070，China）

This paper introduced the relationship between the economic development and the building style by using similarity analysis.The paper gave the quantitative indicators of the similarity between economic development and the building style in the different regions,which can lay the foundation for update of the building base data in next day.

Building style；Economic development；Relativity；Similarity

P315.69

A

1001-8662（2014）02-0096-07

10.13512/j.hndz.2014.02.015

黃志東，何萍.經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建筑結(jié)構(gòu)形式相關(guān)性初探[J].華南地震，2014，34（2）：96-102.[HUANG Zhidong，HE ping.Study on the Relationship Between Economic Development and Building Style[J].South china journal of seismology，2014，34（2）：96-102.]

2013-06-08

黃志東(1969-)，男，工程師，主要從事地震應(yīng)急、信息網(wǎng)絡(luò)、科普宣教工作.

E-mail：hzd6801@163.com.