技术方法创新

街道断面精细化分析、空间句法整合、多尺度评估体系

研究概述

技术创新驱动

面向城市规划和空间分析的复杂挑战,通过技术方法创新突破传统分析局限,建立更精准、更高效、更智能的城市空间研究技术体系。

跨学科融合

融合计算机科学、地理信息科学、城市规划学、统计学等多学科知识,构建创新性的分析方法和评估工具,推动城市研究的方法论革新。

核心创新

街道断面精细化分析

开发基于计算机视觉和深度学习的街道断面自动化分析技术,实现街道空间要素的精确识别和量化评估。

视觉要素识别
空间尺度测量
多层次分析
断面重构

空间句法整合

将传统空间句法理论与现代GIS技术相结合,构建动态化、智能化的空间结构分析框架。

拓扑关系分析
可达性计算
网络连通性
动态更新

多尺度评估体系

建立从微观到宏观的多尺度城市空间评估体系,实现不同空间层级的一体化分析和评价。

微观精细分析
中观区域评估
宏观城市分析
跨尺度关联

技术架构

数据获取层

影像数据

街景全景图 航空影像 卫星遥感

矢量数据

路网数据 建筑轮廓 用地边界

属性数据

POI信息 人口统计 经济指标

算法处理层

图像处理

语义分割 目标检测 深度估计

空间分析

拓扑分析 缓冲区分析 网络分析

统计建模

回归分析 聚类算法 时序分析

评估模型层

指标构建

定量指标 定性指标 复合指标

权重分配

专家权重 统计权重 动态权重

综合评价

多准则决策 模糊评价 层次分析

应用输出层

可视化展示

交互地图 统计图表 3D模型

报告生成

评估报告 对比分析 趋势预测

决策支持

方案比较 优化建议 风险评估

方法创新点

01

街道断面自动化提取

基于深度学习的街景图像语义分割技术,自动识别和提取街道断面中的各类空间要素,包括道路、人行道、绿化带、建筑界面等,实现从2D街景到3D断面的智能重构。

DeepLab v3+ U-Net PointNet++ 3D重建算法
02

动态空间句法模型

突破传统空间句法静态分析的局限,结合实时交通流量、人群移动等动态数据,构建时空动态的空间句法模型,更准确地反映城市空间的实际使用状况和可达性变化。

图神经网络 时序分析 强化学习 复杂网络理论
03

多尺度指标体系融合

建立跨越微观(街道)、中观(街区)、宏观(城市)三个尺度的指标体系,通过尺度转换算法实现不同层级指标的有机整合,解决传统评估中尺度割裂的问题。

层次分析法 多准则决策 空间聚合算法 模糊集理论
04

AI驱动的要素识别

开发专门针对城市空间要素的深度学习识别模型,能够准确识别和分类街道中的绿化、设施、交通标识等20余种要素类型,识别精度达到95%以上。

YOLO v8 ResNet Transformer 迁移学习
05

实时评估更新机制

构建基于流式数据处理的实时评估更新机制,能够根据新采集的数据自动更新评估结果,实现评估体系的动态演进和持续优化。

Apache Kafka Spark Streaming 增量学习 在线优化

技术成果

开源工具包

发布城市空间分析开源工具包UrbanAnalysis,包含街景分析、空间句法、多尺度评估等核心功能模块。

2.5K+ GitHub Stars
500+ 用户下载

标准数据集

构建城市街景要素识别标准数据集,包含10万张标注图像,为相关研究提供基准数据支撑。

100K 标注图像
25 要素类别

在线服务平台

开发城市空间分析云服务平台,提供便捷的在线分析工具,服务于全球城市研究者和规划实践者。

1000+ 注册用户
50+ 合作机构

创新应用

2022

北京市街道品质评估

运用街道断面精细化分析技术,对北京市2000余条主要街道进行全面评估,为城市更新提供科学依据。

覆盖街道2000+ 识别问题点位500+ 改善方案30项
2023

上海浦东新区智慧规划

整合多尺度评估体系,为浦东新区制定差异化的发展策略,实现精准规划和智慧治理。

覆盖面积1200平方公里 分析指标50+ 规划方案12个
2024

深圳市空间句法优化

采用动态空间句法模型,分析深圳市路网结构优化潜力,提升城市空间连通性和可达性。

路网节点10000+ 连通性提升25% 优化建议80项

学术影响

理论贡献

在城市空间分析理论方面作出重要贡献,提出多项创新性理论模型和分析框架,推动了相关学科的发展。

理论模型5个 分析框架3套

学术合作

与国内外知名高校和研究机构建立广泛合作关系,共同推进城市空间分析技术的发展和应用。

合作院校15所 国际项目8个

人才培养

培养了一批掌握先进城市分析技术的专业人才,为城市规划和地理信息科学领域输送了高质量人才。

培养学生50+ 博士毕业10人

发展前景

AI技术深度融合

进一步深化人工智能技术在城市空间分析中的应用,探索大语言模型、生成式AI等前沿技术的应用潜力。

国际标准制定

推动建立城市空间分析的国际标准和规范,促进技术方法的标准化和国际化应用。

产业化应用

推进技术成果的产业化转化,与企业合作开发商业化产品,扩大技术应用的社会效益和经济价值。