基于街區(qū)三維形態(tài)的城市形態(tài)類型分析*
——以中國(guó)主要城市為例

龍 瀛 李 派 侯靜軒 LONG Ying, LI Pai, HOU Jingxuan

0 引言

城市形態(tài)是城市研究與規(guī)劃設(shè)計(jì)的核心和基礎(chǔ)。它是城市內(nèi)在政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)結(jié)構(gòu)、文化傳統(tǒng)等在外在空間上的體現(xiàn)，同時(shí)也是城市功能、活動(dòng)，乃至活力的載體。傳統(tǒng)上，對(duì)城市形態(tài)的研究主要分為兩大流派：源自英國(guó)城市歷史地理學(xué)科的城市形態(tài)學(xué)理論（Urban morphology），它強(qiáng)調(diào)對(duì)城鎮(zhèn)平面形態(tài)結(jié)構(gòu)和變化過(guò)程的理解，分析的基本對(duì)象為規(guī)劃平面（Town plan，包括街道、街區(qū)和建筑基底3元素）、建筑形態(tài)（Building fabric）和土地使用[1]；另一個(gè)則是源自意大利建筑學(xué)專業(yè)中的建筑類型學(xué)（Architectural typology），它認(rèn)為基本建筑類型（Basic building type）可以反映當(dāng)?shù)貧v史與傳統(tǒng)特征，表達(dá)城市文化和集體記憶，并將這種方法擴(kuò)展到對(duì)城市肌理類型（Urban tissue type）的研究中，分析建筑與周圍環(huán)境的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系及其歷史特性[2]。集成上述兩個(gè)學(xué)派，陳飛[3]提出城市形態(tài)類型學(xué)的概念并對(duì)其在中國(guó)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。此研究框架強(qiáng)調(diào)城市形態(tài)的視覺(jué)效應(yīng)和居民對(duì)形態(tài)的記憶深刻度，重視城市公共空間的設(shè)計(jì)以及所提出的7大形態(tài)要素類型分析在設(shè)計(jì)中的可實(shí)踐性，并且認(rèn)為將城市天際線、街道立面剖面等納入城市形態(tài)分析將使其更立體和全面。然而，以上城市形態(tài)研究受到技術(shù)條件的限制，在具體實(shí)踐過(guò)程中多針對(duì)二維，即平面的城市空間展開(kāi)，缺乏對(duì)城市三維形態(tài)的考慮。

隨著現(xiàn)代城市的立體化發(fā)展，城市的三維形態(tài)的重要性和對(duì)城市的影響逐漸增加，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也開(kāi)始對(duì)相關(guān)問(wèn)題著手研究。國(guó)際上，Harvey等人[3]利用三維建筑物數(shù)據(jù)從多個(gè)維度測(cè)算了若干美國(guó)城市的街道界面特征指標(biāo)，包括沿街建筑數(shù)量、沿街建筑高度差異和連續(xù)度、街道橫截面的高寬比等，由此進(jìn)行了對(duì)城市街道物質(zhì)空間景觀（Streetscape）的評(píng)價(jià)。而針對(duì)中國(guó)的城市三維形態(tài)學(xué)研究，張培峰等[4]從高分辨率遙感影像提取了沈陽(yáng)市鐵西區(qū)居住區(qū)建筑物的三維信息，并且結(jié)合景觀指標(biāo)（道路密度、綠化率、建筑平均高度等）以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（人口密度和人均GDP等），分析三維景觀變化的規(guī)律及影響因素；喬偉鋒等[5]利用城市天際線、城市體積及分維數(shù)、高層建筑的數(shù)量與占地面積的關(guān)系等方法分析2000年以來(lái)南京城市的三維增長(zhǎng)特征；張愚和王建國(guó)[6]以容積量作為基本指標(biāo)，探討蕪湖市城市高度形態(tài)的生長(zhǎng)機(jī)制與過(guò)程；楊俊等人[7]利用大連市中山區(qū)2003年和2013年的三維建筑數(shù)據(jù)，測(cè)算建筑加權(quán)平均高度、建筑體積、建筑覆蓋率和容積率4項(xiàng)指標(biāo)，以此探討中山區(qū)10年間城市建筑景觀格局的時(shí)空分異特征，龍瀛和葉宇[8]發(fā)現(xiàn)街道、建筑等精細(xì)尺度空間的三維屬性影響城市空間品質(zhì)和活力。綜合來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)三維城市形態(tài)的研究由于建筑物三維信息獲取途徑少、數(shù)據(jù)不全等原因，多針對(duì)某特定城市，缺少跨城市、跨區(qū)域的研究。而且不同研究間的分析尺度區(qū)別較大，很難對(duì)不同城市的同一研究單元的三維屬性進(jìn)行比較，尤其缺乏對(duì)街區(qū)尺度這一城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)基本單元的跨城市研究。

本文旨在以城市形態(tài)類型學(xué)理論方法作為基礎(chǔ)，兼顧城市形態(tài)學(xué)關(guān)注的街區(qū)形態(tài)和建筑類型學(xué)關(guān)注的建筑類型。相比于陳飛[3]提出的研究框架，本文做到了將城市立體形態(tài)和平面分析置于同等重要的地位，并將其跨越區(qū)域、街區(qū)、公共空間和建筑的研究尺度統(tǒng)合為街道尺度，以使研究結(jié)論更具普適性。本文通過(guò)利用大規(guī)模的三維建筑物數(shù)據(jù)對(duì)中國(guó)跨區(qū)域的街區(qū)形態(tài)三維特征進(jìn)行分析，并以此對(duì)中國(guó)城市形態(tài)進(jìn)行分類，為以后的中國(guó)全域和各級(jí)別城市的三維形態(tài)學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。

1 研究范圍與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究范圍

本文研究范圍為北京、上海、天津、廣州、沈陽(yáng)等中國(guó)63個(gè)主要城市的中心城區(qū)，涵蓋全部5個(gè)直轄市、除臺(tái)灣外全部27個(gè)省與自治區(qū)的省會(huì)城市、31個(gè)有代表性的地級(jí)市（圖1）。其中地級(jí)市的選擇標(biāo)準(zhǔn)為：2011年中國(guó)各城市GDP排名前100的城市，且同一省份的地級(jí)市不超過(guò)6座，擁有較為完整的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。最終符合標(biāo)準(zhǔn)的城市有31座，其中浙江、江蘇、廣東3省均有6座城市入選。這種城市篩選方法，同時(shí)兼顧城市在地理空間上的分布均勻性和城市GDP反映出的城市發(fā)展情況，能夠較為全面地體現(xiàn)中國(guó)城市的狀況。地理分布上，華北地區(qū)城市9座、華東地區(qū)城市21座、東北地區(qū)城市4座、華中地區(qū)城市5座、華南地區(qū)城市14座、西南地區(qū)城市5座、西北地區(qū)城市5座（圖2）。在城市范圍方面，本文利用2010年的遙感影像圖對(duì)各城市的城鎮(zhèn)建設(shè)用地進(jìn)行解析，提取出城市中心最大的建設(shè)用地斑塊（即為城鎮(zhèn)建設(shè)用地中心大團(tuán)）作為該城市的中心城范圍，而非規(guī)劃上的中心城區(qū)，以保證所分析區(qū)域皆為建成空間。此外，城市區(qū)域范圍受到數(shù)據(jù)的約束，沒(méi)有建筑物數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)不完整的區(qū)域被排除出所研究城市中心城的范圍。

1.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，豐富的數(shù)據(jù)獲取渠道和大規(guī)模的數(shù)據(jù)量為城市研究帶來(lái)了新的機(jī)遇。如今街景地圖、智能手機(jī)數(shù)據(jù)、簽到數(shù)據(jù)、出租車軌跡數(shù)據(jù)的應(yīng)用已相當(dāng)普遍，這些無(wú)一不為城市研究提供了豐富可靠的數(shù)據(jù)來(lái)源。它們既可以用于分析城市內(nèi)部的形態(tài)構(gòu)成，同時(shí)還可以對(duì)不同城市進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，從而得出區(qū)域甚至全國(guó)范圍內(nèi)城市形態(tài)的一般規(guī)律和地域差異[9]。

圖1 研究范圍

目前，對(duì)三維城市形態(tài)的研究主要基于帶有建筑物高度或?qū)訑?shù)的三維建筑物數(shù)據(jù)，而三維建筑物數(shù)據(jù)主要來(lái)源于利用建筑物陰影從高分辨率遙感影像中提取出的建筑輪廓和高度信息[10]。不同于以往研究，本文所利用的建筑物數(shù)據(jù)抓取于某互聯(lián)網(wǎng)地圖平臺(tái)。獲取的建筑物基底（Footprint）在ArcGIS中進(jìn)行了矢量化，并且對(duì)建筑物的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行了配準(zhǔn)。數(shù)據(jù)包含每個(gè)建筑物的基底分布及層數(shù)信息。研究范圍內(nèi)共搜集3 356 914個(gè)建筑物，平均4層，平均基底面積666 m2。此外，本文利用了2011年63個(gè)城市中心城內(nèi)的街道路網(wǎng)數(shù)據(jù)，用于各城市內(nèi)部街區(qū)的生成（圖3）。

2 研究方法

街區(qū)在傳統(tǒng)西方城市中扮演著基本空間組織單元的角色。它是城市形態(tài)學(xué)和建筑類型學(xué)的主要研究對(duì)象，同時(shí)也是理解城市中建筑形態(tài)與城市總體形態(tài)的媒介[11]。本文利用形態(tài)類型學(xué)的理論與方法，同時(shí)增加三維尺度的數(shù)據(jù)，基于街區(qū)尺度對(duì)中國(guó)城市三維形態(tài)進(jìn)行劃分。此外，為了對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)不同城市的形態(tài)進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，本文利用龍瀛等[9]提出的大模型研究范式，用大規(guī)模數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng)，兼顧了分析的大尺度和模擬單元的精細(xì)化。具體而言，研究方法分為3部分：（1）根據(jù)街道劃分城市空間并統(tǒng)計(jì)建筑形態(tài)數(shù)據(jù)，（2）根據(jù)街區(qū)形態(tài)劃分街區(qū)類別，（3）基于不同街區(qū)類別占比劃分城市形態(tài)類別。

2.1 街區(qū)劃分與空間形態(tài)統(tǒng)計(jì)

圖2 研究城市所在地區(qū)、所在省份、城市名稱及級(jí)別

本文首先利用獲取的街道路網(wǎng)數(shù)據(jù)生成全國(guó)63個(gè)城市的街區(qū)，過(guò)程如下：（1）由于獲取的街道數(shù)據(jù)存在重疊、錯(cuò)位、斷點(diǎn)等問(wèn)題，所以對(duì)街道數(shù)據(jù)進(jìn)行合并、瘦化和拓?fù)涞阮A(yù)處理，生成清晰明了的路網(wǎng)數(shù)據(jù)；（2）按不同的道路等級(jí)，生成2—30 m的道路退讓間距；（3）移除道路圖層，留下的區(qū)域即為被道路分割而成的街區(qū)；（4）將街區(qū)圖層與研究范圍內(nèi)的中心城邊界相疊加，獲得各個(gè)城市內(nèi)的街區(qū)[12]。

接下來(lái)利用獲取的全國(guó)63個(gè)城市的街區(qū)和建筑物數(shù)據(jù)，生成含有容積率、建筑密度和平均層數(shù)這3類三維建筑物信息的街區(qū)，步驟包括：利用街區(qū)內(nèi)的建筑總基底面積與街區(qū)面積之比，得到街區(qū)的建筑密度數(shù)據(jù)；利用街區(qū)內(nèi)所有建筑物的總層數(shù)與建筑物數(shù)量之比，得到建筑平均層數(shù)數(shù)據(jù)。

2.2 街區(qū)三維形態(tài)類型分析

選取位于中心城內(nèi)、有建筑物且面積小于1 km2的街區(qū)作為研究的基本單元，并根據(jù)街區(qū)內(nèi)建筑物形態(tài)的不同特征將街區(qū)進(jìn)行分類。對(duì)街區(qū)的分類采用兩個(gè)指標(biāo)：建筑平均層數(shù)與建筑密度，從平面和高度角度對(duì)街區(qū)形態(tài)進(jìn)行刻畫，反映出街區(qū)在二維和三維空間中的建設(shè)強(qiáng)度和形態(tài)。建筑密度按照0—0.15，0.15—0.25和＞0.25分為3類；建筑高度按照低層（1—3層）、多層（4—7層）和高層（8層及以上）分為3類，通過(guò)兩兩組合的方式分A到I的9種類型（圖4）。為使分析結(jié)果具有較高的可解釋性，采用預(yù)設(shè)指標(biāo)對(duì)建筑密度和高度進(jìn)行受監(jiān)督的分類。此分類方式中分類指標(biāo)的選取，充分考慮到中國(guó)城市中建筑密度和高度的分布情況，并可以用于對(duì)城市功能和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的分析[13]。

2.3 基于街區(qū)三維形態(tài)的城市類型劃分

在獲取每個(gè)城市9類街區(qū)的分布比例后，使用聚類分析法，對(duì)63座城市中心城區(qū)進(jìn)行分類。根據(jù)不同分類數(shù)量對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的分布情況，選擇將案例城市分為5大類，之后對(duì)5大類城市的分類規(guī)律進(jìn)行探討。此分析過(guò)程中之所以選擇非監(jiān)督分類，是因?yàn)楸疚牟簧婕皩?duì)于基于街區(qū)三維形態(tài)學(xué)分類的定量闡釋，即以發(fā)現(xiàn)不同三維類型城市在國(guó)土上的分布情況和潛在規(guī)律為目的，而非發(fā)掘可能規(guī)律潛在的發(fā)生原因。

圖3 全國(guó)街道數(shù)據(jù)分布

具體方法為，利用SPSS軟件的二階聚類分析，分別將63個(gè)城市按照不同的城市形態(tài)類型比例分類后，我們選擇組間差異相對(duì)最大的5類作為聚類結(jié)果（表1）。表中第1行為根據(jù)9種類型街區(qū)形態(tài)占城市比例所確定的城市類型名稱，第2行為聚類分析結(jié)果所對(duì)應(yīng)的類型編號(hào)，第3至11行為不同城市類型中各形態(tài)街區(qū)所占比例，第12行為不同類型城市的數(shù)量。其中城市類型名稱是根據(jù)聚類分析結(jié)果，對(duì)5種城市形態(tài)類型進(jìn)行分析所得出的。具體步驟如下：（1）第4類城市在這5類城市中較為特殊，低層建筑比例較高而多層高層比例較低，與以中、高層街區(qū)為主的其余類別區(qū)別較大。因此，首先將第4類城市命名為“低層類”城市。（2）在其余4類城市中，第2類與第3類城市低層街區(qū)比例非常低，而第1與第5類城市低多高層街區(qū)均有一定比例，因此將前者視為“多高層類”城市，后者視為“復(fù)合類”城市。（3）將2種“復(fù)合類”城市進(jìn)一步進(jìn)行比較分析。第5類城市多層高密度比例相對(duì)第1類較低，而多高層均勻密度街區(qū)比例較高，故命名為“復(fù)合均勻密度類”城市；第1類城市高層高密度街區(qū)比例較高，而高層中低密度街區(qū)比例較低，因此命名為“復(fù)合高密度類”城市。（4）將2種“多高層類”城市進(jìn)一步進(jìn)行比較分析。第2類城市高層密度比例較低，第4類城市則相反，因此將兩者分別命名為“多高層均勻密度類”和“多高層高密度類”城市。雖然第2類與第5類城市的多層高密度街區(qū)仍占據(jù)最大比例，但為了與其他類型進(jìn)行區(qū)分，依然使用“均勻密度”對(duì)兩者進(jìn)行描述。

圖4 街區(qū)類型的劃分標(biāo)準(zhǔn)

表1 基于街區(qū)形態(tài)的城市分類

圖5 63個(gè)城市的9類城市形態(tài)構(gòu)成占比（單位：%）

3 研究結(jié)果

3.1 街區(qū)三維形態(tài)類型占比分析

分析全國(guó)63個(gè)城市中心城的三維建筑物數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)我國(guó)多數(shù)街區(qū)的建筑密度在0.22—0.52之間，建筑層數(shù)多介于2.4—7.0之間。通過(guò)對(duì)每個(gè)城市的9類城市形態(tài)構(gòu)成進(jìn)行分析（圖5），發(fā)現(xiàn)我國(guó)城市形態(tài)總體以多層高密度為主（44%），其次為低層高密度式（16%）和高層高密度（15%），占比最少的為低層中密度式（3%）、多層低密度（3%）和高層低密度（2%）。

利用各城市的9類形態(tài)構(gòu)成比例與全國(guó)平均水平（即63個(gè)城市中所有街區(qū)的城市形態(tài)構(gòu)成比例）進(jìn)行對(duì)照，可以看出中國(guó)城市形態(tài)呈“多數(shù)平均且差異性小、少數(shù)極端且獨(dú)特性強(qiáng)”的特征。多數(shù)城市與全國(guó)平均城市形態(tài)極為相似，少數(shù)形態(tài)特色比較鮮明的城市（與全國(guó)平均水平相似度低于0.8）包括高層高密度形態(tài)占比較大的上海（32%）和重慶（36%），以及低層高密度形態(tài)為主導(dǎo)的佛山（42%）、拉薩（61%）、棗莊（75%）和煙臺(tái)（71%）。

3.2 基于城市形態(tài)的城市分類

在將城市形態(tài)與城市功能或特色進(jìn)行分析后可以看出（表2），“復(fù)合高密度類”城市代表了中國(guó)較為典型的城市形態(tài)：其中包括一些歷史文化名城，如歷史古都北京、西安、鄭州，以及旅游度假城市，如海口、三亞?！岸喔邔泳鶆蛎芏阮悺背鞘兄饕獮榫C合經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)、第三產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的一二線城市：例如一線城市上海、深圳和天津；二線發(fā)達(dá)城市包括杭州、重慶、寧波、濟(jì)南；以及二線中等城市包括成都、武漢、石家莊、長(zhǎng)沙?！岸喔邔泳鶆蛎芏阮悺背鞘袆t主要為經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好、第二產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的二三線城市：包括省會(huì)城市例如哈爾濱（國(guó)家重要制造業(yè)基地）、沈陽(yáng)（全國(guó)重要工業(yè)基地）、太原、福州；邊疆地級(jí)省會(huì)，包括呼和浩特、蘭州、貴陽(yáng)?！暗蛯宇悺背鞘袨樽匀画h(huán)境較好，地理位置特殊的城市：例如風(fēng)景秀麗的拉薩，其海拔3 650 m，是世界上海拔最高的城市之一；棗莊境內(nèi)地形地貌比較復(fù)雜，形成低山、丘陵、山前平原、河漫灘、沿湖洼地等多類型地貌特征，其中丘陵約占總面積的54.6%?！皬?fù)合均勻密度類”城市多為重要的經(jīng)濟(jì)城市：其歷史文化、生態(tài)環(huán)境較好，旅游業(yè)和現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)。例如南京、蘇州、洛陽(yáng)。綜合來(lái)看，全國(guó)范圍內(nèi)的城市形態(tài)學(xué)分析，體現(xiàn)了不同城市間的共性的同時(shí)也反映出一定的城市特性，為日后不同城市的形態(tài)類型學(xué)研究提供了比對(duì)的基礎(chǔ)。此外可以看出城市形態(tài)類型學(xué)分類結(jié)果與根據(jù)城市行政級(jí)別、GDP或人口數(shù)量進(jìn)行的城市分類結(jié)果有較大的區(qū)別，或許能夠體現(xiàn)城市功能與活動(dòng)發(fā)展過(guò)程更深層次的規(guī)律性。

通過(guò)對(duì)這5類城市的空間分布的可視化（圖6），可以看出城市的形態(tài)類型受到物理空間的影響，顯示出一定的空間自相關(guān)性。空間規(guī)律上，東南沿海丘陵地區(qū)以“多高層中密度類”城市為主（如臺(tái)州、福州、溫州、紹興、泉州、汕頭和金華）；長(zhǎng)江三角洲地區(qū)以“復(fù)合中密度類”城市為主（如南京、蘇州、無(wú)錫、常州、南通和蕪湖）；長(zhǎng)江沿線的其他城市多為“多高層均勻密度”類城市（如合肥、成都、武漢、長(zhǎng)沙和重慶）。此現(xiàn)象說(shuō)明城市的形態(tài)類型更多地受地理空間稟賦的決定，而非行政區(qū)域劃分的影響，如長(zhǎng)三角地區(qū)同樣的城市形態(tài)類型包含江蘇南部和安徽南部的城市；長(zhǎng)江沿線同類型城市橫跨安徽省、湖北省、湖南省、四川省與重慶市；東南沿海同類型城市分屬于浙江省、福建省和廣東省。

除去相似性，在同一地理區(qū)域內(nèi)各城市形態(tài)類型又存在一定差異。比如長(zhǎng)江三角洲附近的上海、寧波和杭州屬于“多高層中密度類”城市，揚(yáng)州屬于“復(fù)合高密度類”城市，蘇州、無(wú)錫和南京則屬于“復(fù)合中密度類”城市。這些城市在地理?xiàng)l件上的區(qū)別不大，卻擁有非常差異化的城市形態(tài)，需要從歷史、經(jīng)濟(jì)等角度來(lái)進(jìn)行解釋。類似的例子還包括：東北地區(qū)長(zhǎng)春市屬于“復(fù)合高密度類”城市，沈陽(yáng)、大連和哈爾濱市則屬于“多高層高密度類”城市；珠江三角洲地區(qū)深圳、珠海和惠州屬于“多高層中密度類”城市，汕頭屬于“多高層高密度類”城市，佛山和中山屬于“復(fù)合高密度類”城市；華北平原中北京、保定和唐山屬于“復(fù)合高密度類”城市，天津則屬于“多高層中密度類”城市。

在大尺度的城市形態(tài)類型分布上，出現(xiàn)了特殊的規(guī)律性。除去烏魯木齊和拉薩市這2座離其他大中城市較遠(yuǎn)的城市，可將其余的61座城市視作一個(gè)國(guó)家級(jí)城市群?？梢钥闯觥岸喔邔痈呙芏阮悺背鞘蟹植加诖顺鞘腥旱倪吘墸瑬|北邊緣包含3座城市、西北邊緣包含4座城市、東南邊緣包含9座城市，只有貴陽(yáng)和太原不在此列。“復(fù)合均勻密度類”8座城市則全部位于此城市群東西向的中線上?！岸喔邔泳鶆蛎芏阮悺背鞘形挥诔鞘腥旱母沟?，“復(fù)合高密度類”城市則坐落于城市群腹地與邊緣之間。

表2 根據(jù)街區(qū)三維形態(tài)的中國(guó)主要城市分類

圖6 5類城市的空間分布

4 結(jié)論與討論

4.1 主要結(jié)論

本文利用全國(guó)63個(gè)城市中心城的建筑和街道數(shù)據(jù)，首先統(tǒng)計(jì)了每個(gè)城市中心區(qū)街區(qū)各項(xiàng)指標(biāo)的平均值，進(jìn)而得到全國(guó)各城市形態(tài)的一般規(guī)律以及差異性。隨后本文利用街區(qū)的平均層數(shù)和建筑密度這兩類參數(shù)將街區(qū)劃分為9種類型：“低層低密度”“低層中密度”“低層高密度”“多層低密度”“多層中密度”“多層高密度”“高層低密度”“高層中密度”和“高層高密度”，并統(tǒng)計(jì)了每個(gè)城市的9類形態(tài)街區(qū)的構(gòu)成，從街區(qū)三維形態(tài)角度對(duì)全國(guó)大中城市進(jìn)行整體的認(rèn)識(shí)。

接下來(lái)通過(guò)對(duì)63個(gè)城市進(jìn)行聚類分析，得出中國(guó)城市形態(tài)的5種類型，即“低層類”“復(fù)合均勻密度類”“復(fù)合高密度類”“多高層均勻密度類”和“多高層高密度類”。其中，“復(fù)合高密度類”“多高層均勻密度類”和“多高層高密度類”為我國(guó)城市的主要形態(tài)類型。之后對(duì)城市形態(tài)類型在全中國(guó)的分布類型進(jìn)行分析，從空間自相關(guān)、臨近空間差異性和整體城市形態(tài)類型分布規(guī)律角度得出了一定的結(jié)論。

4.2 研究創(chuàng)新

理論創(chuàng)新方面：本文在結(jié)合城市形態(tài)學(xué)與建筑類型學(xué)的城市形態(tài)類型學(xué)研究框架中，增加了城市三維形態(tài)作為主要分析元素，使原本包含城市形態(tài)和建筑類型的研究體系在所分析的空間維度上更加立體和完整。此外，本文精簡(jiǎn)了不同城市形態(tài)類型學(xué)研究中從建筑、地塊、街區(qū)到區(qū)域的多尺度研究單元，將其統(tǒng)一至街區(qū)尺度，為城市形態(tài)類型學(xué)提供完整而統(tǒng)一的研究基底。

研究范圍創(chuàng)新方面：本文首次對(duì)全國(guó)4類行政等級(jí)、涵蓋東西部各地域范圍的共63座城市進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析，增加之前不同城市的形態(tài)學(xué)研究的可比性，脫離對(duì)每個(gè)城市或幾個(gè)臨近城市進(jìn)行研究的限制，為未來(lái)對(duì)中國(guó)城市更系統(tǒng)的研究提供標(biāo)準(zhǔn)和參照。

研究方法創(chuàng)新方面：不同于以往對(duì)城市形態(tài)研究多針對(duì)某個(gè)城市具體分析，本文利用大模型的研究范式，兼顧了大尺度和精細(xì)化模型單元，從而為認(rèn)識(shí)我國(guó)城市形態(tài)的一般規(guī)律及差異性提供途徑。而通過(guò)使用受監(jiān)督分類和非受監(jiān)督分類相結(jié)合的方法，一方面對(duì)于單一城市形態(tài)類型的分類更具解釋度，另一方面能夠使城市跨區(qū)域聚類分析得出更合理的結(jié)果，而非僅呈現(xiàn)空間自相關(guān)模式。

4.3 潛在應(yīng)用與展望

本文所使用的方法可用于未來(lái)的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中。如當(dāng)今國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃呼吁以人為本的城鎮(zhèn)化，在城市建設(shè)中愈發(fā)重視城市品質(zhì)、活力和精細(xì)化設(shè)計(jì)。本文所用的城市形態(tài)模型可以用于城市內(nèi)部形態(tài)類型片區(qū)的劃分，從而針對(duì)不同形態(tài)區(qū)確定不同的規(guī)劃目標(biāo)與土地利用密度規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)城市整體風(fēng)貌的保護(hù)和營(yíng)造。其中部分方法曾于2017年被應(yīng)用于雄安新區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)工作營(yíng)，利用中國(guó)不同等級(jí)城市的街區(qū)指標(biāo)給予雄安規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的指引和參考。

不足之處在于所選取的城市主要集中在一二線城市乃至具有一定規(guī)模的三線城市，而想要更加全面地了解中國(guó)城市形態(tài)，則需要進(jìn)一步對(duì)以往被忽略的中小城市進(jìn)行分析研究。另外，對(duì)城市形態(tài)模型的深入分析可以更加關(guān)注城市形態(tài)的外延表現(xiàn)，包括經(jīng)濟(jì)（城市消費(fèi)水平、GDP等）、社會(huì)（人群活力、健康程度等）和生態(tài)（能耗、環(huán)境質(zhì)量和綠化水平等）維度的效應(yīng)評(píng)估，并且增加城市形態(tài)的歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在時(shí)間軸線上的動(dòng)態(tài)分析，為其時(shí)空變異規(guī)律和影響因素進(jìn)行更為深入的判斷。此外，今后可以進(jìn)一步利用三維建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行城市空間的研究，包括對(duì)街道空間品質(zhì)如沿街建筑數(shù)量、沿街建筑高度差異和連續(xù)度、街道橫截面的高寬比等指標(biāo)的測(cè)算；以及利用三維建筑物數(shù)據(jù)所反映出的城市建設(shè)強(qiáng)度，對(duì)城市形態(tài)的多中心性（Morphological polycentricity）進(jìn)行識(shí)別[14]。