城市建筑群三維空間布局評價與優化
——以廈門島濱海地帶為例

王翠平,王豪偉,鄭淵茂,3,*

1 集美大學 港口與環境工程學院, 廈門 3610212 中國科學院城市環境研究所 城市環境與健康重點實驗室, 廈門 3610213 中國科學院大學, 北京 100049

隨著社會經濟的不斷發展,城市化進程進一步加快。城市的建設帶來土地資源緊張,使得越來越多的城市向著高層化、立體化、智能化方向發展。因此,如何合理高效地規劃利用城市用地、設計及優化城市建筑群三維空間布局,避免土地資源的浪費,成為當今城市建設研究的熱點問題[1]。目前,城市建筑群三維空間布局主要體現在隨著建筑高度增加,城市的容積率變大,城市空間顯得更加擁擠[2]。隨著地理信息和遙感技術的進步,為城市建筑三維空間布局和優化利用提供了更多的途徑；尤其是高分辨率遙感影像技術的不斷發展完善,為城市三維空間的特征及擴展研究提供了新思路。對遙感技術等的綜合運用,使得全天候、多層次監測城市三維空間的發展變化成為可能；同時城市生態環境的監測與管理是生態文明建設的緊要內容[3]。當前,廈門市正處于高顏值、現代化的城市建設關鍵時期[4],從城市建筑群三維空間結構和形態變化視角分析,可全方位、多角度獲取城市三維擴展特征；能夠整體上把握城市擴展的趨勢和規律,為城市土地資源規劃等政府部門的決策提供依據。同時,構建適宜的城市空間形態定量化評價模型,對于推進城市可持續發展、合理利用和保護區域生態環境具有重要意義[5]。因此,高分辨率遙感可為城市三維空間擴展研究提供大量的數據支撐和技術支持[6],三維空間布局評價與優化對城市建筑群合理布局和城市可持續發展具有重要作用。

關于城市建筑群三維空間研究,國內外學者主要集中在三維信息提取[7- 12]、三維模型構建方法[13-15]、三維景觀格局分析[16-25],以及三維空間布局評價[26-37]。城市三維信息提取中,目前主要采用遙感影像、航空攝影測量以及采用激光點云數據來提取城市建筑物三維信息[7-10],比如,Xie 等[11]基于航空影像采用構造實體幾何模型的多面體法,提取城市三維模型信息；丁寧等[12]采用機載激光雷點云數據提取了建筑物屋頂定量信息。城市三維模型構建研究中,國外主要采用模型應用于城市管理中,而國內主要是對城市的擴展和規劃等進行分析。在早期,Woodbury 等[13]基于古典形狀法,對城市建筑模型進行了設計和創建。謝年等[14]基于 GIS 數據可快速構建城市三維景觀模型,提高城市三維景觀的建模效率。因此,采用三維模型模擬解決現實的城市問題,對城市的發展具有重要的意義[15]。

城市三維景觀格局分析中,當前主要以城市三維建筑為研究對象,對城市立體化發展進行探究。學者研究認為,基于三維空間的探索將在未來城市發展和規劃中起到重要作用。比如,Liu 等[16]認為高分辨率影像更適合城市的三維景觀格局分析識別。Kaňuk 等[17]重點研究三維建模在城市規劃中的應用。Chen 等[18]和Wu 等[19]分析了城市三維景觀特征以及城市生態變化。Vasin 等[20]通過對不同城市景觀的比較,分析了三維可視化模型的優缺點。張培峰等[21]構建了南京三維城市景觀格局指數,分析在不同空間尺度三維建筑景觀變化及其驅動機制。在城市三維特征方面,于卓等[22]和喬偉峰等[23]等探討了城市建筑高度、緊湊度、容積率等三維空間形態指標變化過程。Lin 等[24]研究表明城市在建設過程中,低層建筑傾向于配置在城市外圍,高層建筑傾向于集約發展。Zhang 等[25]表明在經濟水平達到一定階段后,發達的城市地區的三維空間會出現明顯變化。此外,城市三維空間與城市發展緊密聯系,城市立體延伸代表著城市集約度提升,也對城市生活環境產生影響。于卓等[22]研究認為城市三維空間發展強度影響著二維空間穩定性,城市建設需要衡量多維空間的尺度效應。喬偉峰等[23]研究表明城市立體空間結構并非越高越好,城市規劃建設應綜合考慮用地強度、社會經濟及生態環境等多方面的效益,并結合城市功能區進行城市用地的合理規劃。因此,需要對城市三維空間布局的合理性進行評價。

在城市三維空間布局的評價中,目前國內外學者主要采用單一指標進行三維空間布局的評價研究,具體指標包括：建筑景觀指標、熱環境指標或視覺效果指標等。采用熱環境指標方面,Srivanit 和 Kazunori 分析了熱環境指標與12 個二維和三維格局的關系,發現三維空間對城市熱環境的影響更大[26]; Chun 和 Guldmann 采用空間回歸模型也得出三維空間格局對熱環境貢獻度相對較高[27]。Zheng等[28]研究表明,與植被覆蓋比例和建筑物密度相比,建筑物高度對熱環境的影響更大。同時,城市的熱環境效應與土地利用變化及城市的三維空間結構關系密切。Gaur 等[29]對城市區域進行量化和建模分析,城市熱環境效應與城市規模具有顯著的正相關關系。祝新明等[30]研究表明城市在城鎮化進程伴隨著建成區面積的增加和熱環境高溫區面積的擴大。此外,衛星熱紅外傳感器是反演地表空間連續性的熱紅外地表溫度的有效方式[31-32]。采用建筑景觀指標方面,張小飛等[33]對城市形態的結構特征與功能的空間作用的理論進行了探討。Yu 等[34]采用機載LiDAR數據提取建筑密度指標并分析休斯頓市中心三維建筑布局。張培峰等[21]在構建三維建筑景觀評價指標的基礎上,分析了不同空間尺度三維建筑景觀變化。陳探等[35]從建筑景觀指標方面分析沈陽市三維景觀格局分異特征,表明密度和容積率方面沈陽三維建筑景觀差異顯著。采用視覺效果指標方面多采用天際線對建筑群三維格局進行分析,張建華等[36]對煙臺濱海天際線的三維空間格局進行層次劃分與解析,主要探討該區域天際線指標的各層次結構與景觀效果的協調組織問題。甘偉等[37]采用街景天際線作為古城景觀的指標,可反映歷史文化街區空間界面特征,為古城保護和改造提供重要基礎依據。

綜上所述,以上專家學者研究均取得了一定的成果,但均從單一角度進行建筑群三維空間布局的評價研究,而且目前關于從多角度對建筑群三維布局與優化的研究相對較少。鑒于此,本研究以廈門島濱海地帶為研究區,基于多源、多空間分辨率遙感影像數據,從建筑景觀、熱環境和視覺效果三個角度評價廈門島濱海地帶三維空間格局的現狀,并總結城市三維空間布局優化發展模式；最后,從建筑景觀、熱環境和視覺效果這三個角度提出了廈門島濱海地帶城市建筑三維空間的布局優化建議,以期為未來城市三維空間的合理規劃提供一定的參考價值,對城市可持續發展具有重要意義。

1 研究區概況

1.1 研究區域

廈門市位于中國福建省東南沿海地區[38]。海洋環境自然地將城市分為兩部分：廈門島和大陸,廈門島包含思明區和湖里區,大陸由四個區組成轄區(包含集美、海滄、同安、翔安)。廈門島的地形地勢具有起伏,范圍從0 —379 m,為亞熱帶季風氣候,年平均氣溫21℃[39]。

廈門市是中國最早建立4個經濟特區的城市之一,在過去的30多年里,廈門市的城市空間和人口都有了快速的增長[40-42]。廈門島的思明區是廈門市政治、經濟和文化中心,是廈門市的城市中心；同時,廈門市是濱海旅游城市,廈門島擁有廈門市的黃金海岸線,境內的旅游景點眾多、旅游資源豐富,濱海地段的城市建筑群具有重要的旅游、觀光景觀價值。廈門島東南濱海地區,是市民游客休閑旅游的首選目標之一,隨著環島路從鄉村小道—海防路—濱海環島路的演變,該區域是集城市山、水環境特色的典型區域。 本研究選取廈大片區和曾厝垵為研究區, 從高清影像上看,廈大片區三維建筑密集,距海洋的距離也較近,而曾厝垵區則為較多的民宿和一些地方特色建筑,具體為從演武大橋開始至環島路與曾厝垵西路交匯處的環島路段兩側的建筑區(圖1)。因此,本研究以廈門島東南濱海地帶為研究區開展建筑群三維空間布局評價與優化具有重要意義。

圖1 研究區域的區位Fig.1 Location of research area

1.2 數據來源

首先,本研究基于Landsat8 OLI/TIRS遙感影像數據提取廈門島地表溫度,Landsat8 OLI/TIRS遙感數據是從USGS網站下載,該影像數據獲取的時間為2017年8月15日,地理空間坐標信息為WGS_1984_UTM_Zone_50N；其次,基于GF- 2衛星遙感影像數據提取建筑容積率,該數據來源于中國資源衛星應用中心,該中心提供的影像已對數據進行幾何糾正、輻射校正和影像融合等預處理過程,最后得到空間分辨率為0.8 m的高分辨率影像,該數據獲取時間為2017年12月22日,地理空間坐標信息為WGS_1984_UTM_Zone_50N；最后,采用實地調查采樣獲取廈門島濱海地段建筑群的立面影像數據,并經處理提取濱海地段的天際線。

2 評價指標

結合綜合性、代表性、可計量性和易操性等規則對三維空間布局評價指標進行選取的原則,本研究從建筑景觀、熱環境和視覺效果等方面選取建筑容積率、地表溫度和天際線作為三維空間布局的評價因子。隨著城市平面和立體空間結構的發展變化,尤其是三維空間結構的快速變化,城市的熱島效應在不斷增強,城市內部熱環境與城市建設內部矛盾也會日漸突出。建筑物容積率反映了城市土地利用的開發強度,建筑物容積率是城市規劃、城市生活環境質量評價的重要指標。隨著城市的發展建設,城市高層建筑不斷出現,高層建筑和超高層建筑已成為了影響城市天際線的決定性因素,天際線作為沿海城市濱海地帶區域景觀構成的重要構成部分,對表達和識別城市特色起到了重要的作用。

2.1 建筑景觀指標

建筑物容積率是指建筑物總面積與建筑地塊面積的比值,它是衡量城市土地開發利用強度的重要指標[32]。建筑容積率既反映了建筑群密度也反映了建筑群高度信息,是建筑景觀指標的重要評價因子。建筑容積率的獲取方法主要有實地測定法和高分遙感影像提取法；對于大范圍城市的建筑容積率獲取,采用高分辨率的遙感影像提取陰影來反演容積率更加符合需求。廈門市在過去的30多年里,城市空間和人口都得到快速的增長[40- 42]。因此,本研究選取建筑容積率指標來評價與優化廈門市的城市建設快速發展狀況,具有代表性。本研究采用實地調查和陰影長度法[43]相結合的方法反演建筑容積率,陰影長度法是基于建筑物、陰影、太陽與衛星之間的幾何關系,首先利用建筑物陰影長度估算建筑物高度,然后依據建筑物高度得出建筑物樓層數,再結合建筑物基底面積和建筑物占地總面積,估算建筑物容積率。

2.2 熱環境指標

城市熱環境的主要表征之一是地表溫度。地表溫度是由地表熱輻射和熱力學特性共同決定的,受到熱通道、地面濕度、地表反射率、太陽和大氣下行輻射以及近地表氣溫的影響[44]。由于廈門市處于亞熱帶季風氣候,夏季高溫,因此,本研究選取熱環境指標對廈門市夏季的城市三維空間進行評價與優化,具有適宜性。本研究基于Landsat8 OLI/TIRS遙感影像,采用大氣校正法反演地表溫度[45]來提取研究區域的地表溫度。

2.3 視覺效果指標

天際線是指城市在垂直方向表現出來的三維空間形態的總體輪廓,能夠對城市三維空間形態進行直觀地展示[23]。三維空間結構清晰、形態完整的城市建筑物構成的天際線不僅能夠增強城市的可識別性和地域特色,還具有極高的城市藝術價值[46]。同時,城市天際線是觀測者在不同時期內沿城市某一方向觀測三維建筑所觀察到的全景,每個城市均具有其特有的三維空間輪廓[6]。城市天際線作為一種景觀現象,離不開景觀主客體因素及其相互之間必要的視覺條件保證。由視覺美學上看,城市海濱岸線上的景物在縱深方向主要由前景、中景和背景等多層次展現出來,因此,從客觀上根據景觀客體的體量和位置進行層次劃分、并進行分層次的解析是尤為重要的[36]。廈門環島路是廈門市的黃金海岸線,其濱海地段的城市建筑群具有重要的旅游、觀光景觀價值。因此,本研究選取天際線指標來進行廈門島濱海地段的城市建筑群三維空間的評價與優化,具有代表性意義。

3 城市建筑群三維空間布局評價體系建立

3.1 建筑容積率與三維空間布局

3.1.1建筑容積率提取

圖2 研究區域內各居住區的容積率分級展示Fig.2 The gradation display of the floor area ratio for each residential area in the study area

首先,從谷歌地圖高清影像上提取研究區各建筑群小區范圍,然后采用高分二號遙感影像提取研究區建筑物信息和建筑物陰影信息,并通過實地調查對研究區各小區建筑高度進行糾正,最后基于陰影高度法提取各小區建筑容積率信息(圖2)。如圖2所示,所有小區建筑容積率均值為1.32。由此可知,研究區的各小區高層建筑較少,以別墅和低層建筑為主,靠近海岸一側的小區相對高于遠離海岸區域的居住區。

3.1.2建筑容積率與三維空間布局

為了更細致地分析研究區三維建筑群與容積率之間的關系,本研究將研究區各小區進行功能分區,劃分為文教區、商品房居住區、民房居住區以及商業區共四種功能區,為了進一步分析不同功能建筑小區與容積率關系,本研究計算了每種功能區的容積率均值和建筑密度均值(表1)。由表1所示,商業區容積率最高,以11層左右的小高層為主；其次是商品房居住區,以6至11層的多層住宅為主；文教區占地面積廣,建筑密度低,多層建筑為主；民房居住區的的容積率是最低的,但是其建筑密度高,建筑以2層建筑為主。

表1 不同功能區容積率均值

3.2 熱環境與三維空間布局

3.2.1地表溫度提取

圖3 廈門島熱環境的溫度分級Fig.3 Temperature classification of thermal environment in Xiamen Island

為了便于信息提取,本研究首先基于Landsat8 OLI/TIRS 遙感影像數據提取廈門島地表溫度,然后計算各建筑小區的平均地表溫度。并基于溫度等級將廈門島劃分為中溫、中高溫、高溫和極高溫共4個不同溫度區域(圖3)。如圖3所示,整體上廈門島濱海區域溫度高于中心區區域,城市極高溫區域主要集中于西北部港口和機場以及濱海區域,高溫、中高溫和中溫區域主要集中在中部和南部水域和山區。

3.2.2地表溫度與三維空間布局

圖4 研究區域內各居住區的溫度分級展示Fig.4 The temperature classification display of each residential area in the study area

基于廈門島地表溫度信息,提取研究區各居住區平均地表溫度(圖4)。由圖4可知,研究區溫度范圍為高溫和極高溫,6個小區的平均溫度為極高溫。

為了進一步分析不同功能建筑區與溫度關系,并本研究計算了每種功能區的平均溫度。由于地表溫度高低與植被覆蓋度具有較大的關聯性,為了分析不同功能區溫度差異的成因,本研究計算每個建筑區的NDVI均值,并計算每種功能區的NDVI均值(表2)。由表2可知,民房居住區的溫度最高,其次是商業區、文教區,商品房居住區最低。并由NDVI均值可知,民居區域植被覆蓋較低,民居區域建筑密度高,且多為低矮平房；商品房小區NDVI均值最高,溫度也最低,對比文教區建筑群三維布局可知,商品房小區建筑群通常樓層較多；而商業區則建筑密度也較高。由此可知,考慮溫度因素,建筑群建筑密度過大、建筑層數過多都會造成溫度較高。

表2 不同功能區平均溫度

3.3 天際線與三維空間布局

廈門島地形以濱海平原、臺地和丘陵為主,萬石山和東坪山作為研究區濱海天際線的背景層次,為天際線提供了更豐富的景觀層次。從遠景上為天際線呈現了固定的背景景觀要素,同時其在立體上的輪廓也為濱海天際線的組織提供了背景參照。本研究所選研究區具有顯著的山體背景,該區域天際線的視覺角度與城市內陸地區的天際線存在較大差異,該區域的天際線具有非常明確的視覺邊界,即海岸沙灘和山體。該區域沿海岸帶具有寬廣的視覺空間,寬闊的海面為以山體為背景的天際線形成了鮮明的對比,同時該區域的立體空間中,海面起到托浮岸畔和水中景觀的基底作用,山體的山脊線為天際線提供了空間起伏的視覺美感。

廈門島環島路景觀具有其自身的特色,濱海區域一般為植被,綜合考慮具體景觀要素,研究區景觀的景在縱深方向主要由前景植被、前景建筑群、中景建筑群、背景建筑群以及背景山體等多層次展現。為了更清晰詳細地繪制天際線,本文將研究區分為兩段：白城至書法廣場段,書法廣場至音樂廣場段。

首先,本研究在白城海灘獲取白城至書法廣場段天際線(圖5)。由圖5可知,廈門島白城至書法廣場段天際線層次較分明,受前景植被的影響,前景天際線不夠突出；中景天際線起伏不顯著,構成中景天際線的建筑群樓層高度過于一致,建筑形態也較為雷同,同時作為天際線的豎向構圖主體部分,中景天際線缺少在層次上起到視覺中心作用的建筑。起到中心海上遠景效果上削弱了濱海城市天際線作為城市標志形象的突出作用；背景天際線起伏顯著,建筑形態具有鮮明的特色,特別是世貿雙子塔非常突出,因此背景天際線未能起到豐富中景天際線和山體之間的層次變化的作用。為了更細致的了解此段天際線的具體情況,本研究分段對天際線進行了局部放大提取,如圖5所示,以世貿雙子塔為背景的天際線部分,背景天際線建筑密度偏少,僅世貿雙子塔突兀的呈現在背景天際線中,但由于其過于突出的存在又降低了前景和中景天際線的存在感。另外一段具有山體背景天際線的部分,總體天際線層次變化較顯著,但同一層次天際線建筑形態單一,高度起伏也不顯著。

圖5 白城至書法廣場天際線Fig.5 Skyline from Baicheng to Calligraphy Square

其次,本研究在書法廣場獲取書法廣場至音樂廣場段天際線,如圖6所示。由圖6可知,廈門島書法廣場至音樂廣場段以商業區和民宿居多,高層建筑較少,較大部分建筑均被植被遮擋,層次不分明,整體來看天際線層次不分明,起伏變化不顯著,僅背景山體天際線較突出,總體來看該段濱海地帶天際線景觀不利于多層次天際線界面的展示。為了更細致的了解此段天際線的具體情況,本研究也分段對天際線進行了局部放大提取,如圖6所示,以中間具有背景天際線部分,中景天際線建筑較密集,建筑形態也較具有特色,但建筑高度較一致；背景天際線建筑密度偏低,建筑形態也較單一,但高度也較一致,且高度偏高,在一定程度上能起到豐富中景天際線和山體之間的層次變化的作用；另外一段無背景天際線的部分,天際線層次變化單一,建筑景觀呈現的天際線僅為中景天際線,天際線建筑形態也較單一,高度起伏也不顯著。

圖6 書法廣場至音樂廣場天際線Fig.6 Skyline of Calligraphy Square to Music Square

4 城市建筑群三維空間布局優化發展建議

4.1 建筑景觀角度三維空間布局優化發展建議

從容積率分析結果來看,廈門島濱海地帶以低層民居、低層別墅以及中高層居民區和商業區為主。從三維布局來看,不同類型的建筑存在各自不同布局問題,針對不同建筑類型提出如下建議：

4.1.1優化低層建筑布局

廈門島濱海地帶多為低層別墅和低層民居,低層別墅基本符合別墅區為正常的容積率值,而民居層數基本為二層建筑,民居的容積率接近1,建筑密度過高。民居固然有其自身的特色,但卻存在較多的生態和社會問題,應優化低層民居的空間布局,加快民居的空間規劃,降低其空間密度,適當增加建筑高度,提高其容積率。

4.1.2合理布局中高層建筑

廈門島濱海地帶的中高層建筑以商業區和居民區為主,容積率基本符合中高層容積率范圍。在廈門日益增加的用地壓力下,適當增加中高層建筑密度,提高建筑高度可緩解廈門用地壓力。

4.2 熱環境角度三維空間布局優化發展建議

城市熱島是城市化進程中日益突出的問題,而建筑三維空間布局對城市熱環境具有較大的影響。本研究以保障城市可持續發展,減少城市熱島對城市居民舒適生活的影響,實現城市化與城市環境協調發展的可持續發展目標。對廈門島濱海地帶的三維空間布局提出如下建議：

4.2.1優化城市用地類型空間布局

在建筑密集區增加降溫用地比例,合理規劃熱島效應區域與降溫用地的空間布局。從用地空間布局來看,城市建設用地比例越高,城市熱島效應越顯著。同時,城市建筑密度高的區域,NDVI指數通常均較低,因此,增加植被覆蓋比例對減緩城市熱島效應具有較顯著的效果。在城市用地類型空間布局優化方面：一方面要減少城市建筑用地聚集效應,在未來規劃過程中需要合理規劃城市建設用地和植被用地比例；另一方面要在已經集中連片的高樓和建設用地及其周邊,增加植被用地的規劃?？傊?合理規劃建設用地和植被用地比例,優化城市用地類型空間布局,進而較少產生城市建成區的熱島效應。

4.2.2合理規劃風景區建筑布局

廈門島濱海地帶有較多的旅游風景區,特別是具有閩南特色的濱海民居,非常受游客們的青睞,本研究中的曾厝垵就是其中的典型代表,每天都有大量的游客集中在這個區域。從城市熱環境分析來看,曾厝垵是所有功能區類型中溫度最高,屬于極高溫區。分析其原因包括多個方面,建筑密度高,植被少,人流量大,建筑布局規律雜亂等。曾厝垵屬于濱海民居,是集美食、住宿和游玩于一體的綜合區域,也是廈門重要的旅游風景區,為游客提供舒適的環境是非常重要的。因此,在解決城市熱島效應的有效方法是：合理規劃該類區域的建筑布局,增加植被占比,增加區域內容的通風性。

4.3 視覺效果角度三維空間布局優化發展建議

天際線是城市重要的景觀之一,特別是濱海旅游城市,其視覺景觀效果更為重要,通過三維空間布局優化提升天際線的視覺景觀效果。廈門島具有天際線視覺效果的天然優勢,廈門島中心多山地,為天際線美觀效果形成良好的背景,濱海地帶又由較多的適合于觀景的平臺,游客在欣賞海天一色的美景的同時,還可欣賞由山體作為背景的由三維建筑構成的城市天際線。由前述部分分析可知從布局來看,廈門島濱海天際線從視覺美觀來看仍有欠缺,本研究提出如下建議：

4.3.1建筑形態多樣化

廈門島濱海地帶的三維建筑功能類型是多樣的,由文教區、商業區、居住區和民居,但建筑形態類型卻較單一。從天際線的視覺效果來看,同一層次的三維建筑較單一,高度未形成錯落有致的景觀美感,三維建筑形態也多以長方體形態為主。應增加同一層次三維建筑的多樣化類型,從高度上形成高低起伏,錯落有致的空間布局；從三維建筑形態來看,應增加多樣化建筑類型,濱海地帶是廈門重要的風景區,應增加具有地方特色的閩南建筑類型,使游客在欣賞自然風光的同時,還能領略閩南民俗文化。

4.3.2優化天際線前景、中景和背景的層次布局

廈門島中心山體已為濱海地帶城市景觀天際線形成天然的背景,但并未起到良好的視覺效果。結合實際情況,廈門濱海地帶天際線景觀分為4個層次：前景植被、前景建筑、中景建筑、背景建筑和背景山體?？傮w來看,廈門濱海地帶未形成前景、中景和背景相互交錯,層次突出的特色城市天際線景觀。背景建筑密度偏低,即最靠近山體的建筑較少,可適當考慮增加靠近山體的建筑密度,形成近可欣賞山景遠可欣賞海景的特色建筑類型。前景植被密度過高,幾乎遮擋全部的前景建筑,可考慮給密集的前景植被開放多個出口,既可起到通風效果又可降低前景植被的遮擋作用；還可適當增加前景建筑的高度,不僅可增加前景建筑的層次,還增強了前景建筑欣賞海景的視覺效果。

綜上所述,廈門濱海地帶三維建筑空間布局存在如下問題：總體來看,各建筑小區植被比例偏低,熱島效應顯著,低層建筑容積率異常,城市景觀天際線的視覺效果不顯著。具體來看,低層民居建筑密度偏高,植被比例過低；中高層建筑密度正常,但占比較少,三維建筑形態單一；高層建筑密度偏低,占比也較少,城市景觀天際線視覺效果差。

未來需要優化發展建議為：(1)民居建筑已形成地方特色建筑,在不影響其民俗文化價值的前提下可適當降低空間密度,提升建筑高度,增加植被用地比例；(2)中高層商業區和居民區可適當提升建筑用地密度,緩解廈門用地壓力,除必要的建設用地外增加植被用地比例,提升中高層建筑形態的多樣化布局；(3)增加高層建筑密度,提升高層建筑景觀天際線背景天際線視覺效果。

此外,除了從建筑景觀、熱環境和視覺效果角度來發展及優化城市建筑群信息等自然因素感知,將來還應考慮結合心理感知、社會經濟視角、過程與風險等相關方面的來探討城市建筑群的研究,來努力實現城市的可持續發展[47-48]。

5 結論

本研究建立了城市建筑群三維空間布局的評估方法體系,從建筑景觀、熱環境和視覺效果3個角度評價了廈門島濱海地帶三維空間格局的現狀,并總結了廈門島濱海區域的三維空間布局優化發展模式,最后給出廈門島濱海地帶三維建筑空間布局優化建議。本研究可得以下結論：

從建筑景觀、熱環境和視覺效果3個角度評價三維空間布局可得：(1) 不同功能建筑群與容積率關系：商業區容積率最高,以11層左右的小高層為主；其次是商品房居住區,以6至11層的多層住宅為主；文教區占地面積廣,建筑密度低,多層建筑為主；民房居住區的容積率是最低的但其建筑密度高,建筑主要以2層建筑為主； (2) 考慮溫度因素,建筑群建筑密度過大、建筑層數過多都會造成溫度較高；(3)研究區具有寬廣的視覺空間和寬闊海面,與以山體為背景的天際線形成了鮮明的對比,同時該區域的立體空間中,海面起到托浮岸畔和水中景觀的基底作用,山體的山脊線為天際線提供了空間起伏的視覺美感。

最后,從對應3個指標提出城市建筑群的優化發展建議。具體從優化低層建筑和合理布局中高層建筑的建筑容積率角度；優化城市用地類型和合理規劃風景區的熱環境角度；以及設計建筑形態多樣化和優化天際線前景、中景和背景的層次布局的天際線角度,來提出廈門島濱海地帶的城市建筑群三維空間布局的優化發展建議。此外,將來可以考慮結合心理感知、社會經濟視角、過程與風險等相關方面指標進一步探討城市建筑群的研究,對實現城市可持續發展具有重要意義。