1.一种城市三维空间圈层结构计算方法,其特征在于,包括:
S100.获取城市要素数据中的建筑物数据;
S200.基于建筑物数据,通过改进径向分布函数,构建城市三维空间圈层结构模型;
S300.根据城市三维空间圈层结构模型,提取出建筑物在三维空间上的纹理特征;
S400.根据三维空间圈层结构模型提取的纹理特征,对建筑物在城市三维空间的分布形态进行量化描述。
2.如权利要求1的一种城市三维空间圈层结构计算方法,其特征在于,S200具体方法为:选定球心C,并且为建筑物与地平面的交点,由球心向外每隔δr的距离形成一个三维半球体圈层,并在每个圈层中计算一次g(ri),其中,g(ri)表示的是建筑物在距离球心C距离为r处的球面上出现的概率密度。
3.如权利要求2的一种城市三维空间圈层结构计算方法,其特征在于,g(ri)计算公式如下:其中,g(ri)表示建筑物在距离球心C第i层处的球面上出现的概率密度,ρri表示在半径为ri的球体范围内包括的建筑物体密度,ρδr(i,i+1)表示在ri处建筑物的线密度,即为在厚度为δr的球壳内部的建筑物密度;Vδr(i,i+1)表示厚度为δr的球壳总体积,vδr(i,i+1)表示第i层厚度为δr的球壳内的所有建筑物体积总和。
4.如权利要求3的一种城市三维空间圈层结构计算方法,其特征在于,vδr(i,i+1)计算方法为:获取到研究区域内的所有建筑物数据,进行预处理,计算建筑轮廓面积以及建筑物中心轴线的坐标;
确定圈层函数,设球心C坐标为C(x0,y0,z0)则圈层函数为:(x-x0)3+(y-y0)3+(z-z0)3=ri3,其中,x,y,z为坐标轴,ri为第i层半径长度;
确定建筑物高度,设建筑物顶点:Hij1(xk,yk,h1),Hij2(xk,yk,h2),根据建筑物“直线”函数x=xk,y=yk,z∈[h1,h2],则建筑物高度为hij=|Hij1Hij2|,其中hij为圈层i中第j个建筑物的实际高度;
计算建筑物与圈层的交点,设交点为:Aij(xk,yk,zk),则根据建筑物高度hij和圈层交点Aij(xk,yk,zk),得到第i层厚度为δr的球壳内的所有建筑物体积总和vδr(i,i+1)。
5.如权利要求4的一种城市三维空间圈层结构计算方法,其特征在于,当建筑物在圈层内时,其中,vi表示第i层厚度为δr的球壳内的所有建筑物体积总和,Sij表示圈层i中第j个建筑物的轮廓面积,hij为圈层i中第j个建筑物的实际高度。
6.如权利要求4的一种城市三维空间圈层结构计算方法,其特征在于,当建筑物与圈层有交点时, 其中,vδr(i,i+1)表示第i层厚度为δr的球壳内的所有建筑物体积总和,Sij表示圈层i中第j个建筑物的轮廓面积,|AijHij1|为圈层i中第j个建筑物的中心轴线与圈层i相交的部分,|Hij1Hij2|表示圈层中第j个建筑物的实际高度。
7.如权利要求1的一种城市三维空间圈层结构计算方法,其特征在于,S300中,纹理特征包括:纹理数据指标和纹理曲线指标。
8.如权利要求7的一种城市三维空间圈层结构计算方法,其特征在于,纹理数据指标包括:变异系数、B统计和香农熵。
9.如权利要求7的一种城市三维空间圈层结构计算方法,其特征在于,纹理曲线指标包括:偏度、峰度、第一波峰位置、最高波峰位置、第一波峰面积、最大波峰面积和转变点。
10.如权利要求1的一种城市三维空间圈层结构计算方法,其特征在于,对城市三维建筑空间形态进行量化描述,结果为:排列规则的建筑群体峰度小于3,偏度小于1,B统计小于
0,变异系数小于1,排列混乱的建筑群体峰度大于3,偏度大于1,B统计大于0,变异系数大于
1,并且随着建筑物高度的增加,峰度、偏度、变异系数数值减小。