近日,黄色直播 张洪艳教授与合作者在《Nature》子刊《Nature Communications》以Satellite mapping of every building’s function in urban China reveals deep built environment disparities为题,发表了我国主要城市楼栋尺度建筑功能制图与建成环境不均衡性分析的研究成果。
城市是人类生产与生活活动最重要的空间载体。过去几十年间,我国经历了全球范围内规模最大、速度最快的城市化进程,城市化水平水平显著提升。精细尺度的建筑功能、建成环境研究能够揭示不同功能建筑的空间分布特性与规律,事关城市居民的生活幸福感,是城市地理学国际研究前沿。对此,本研究首先构建了有限标签条件下的大范围楼栋尺度建筑功能制图模型,综合1米光学遥感数据、10米建筑高度数据和10米夜间灯光数据的互补信息,通过处理69TB的多模态卫星遥感数据、自发地理信息数据,研制了全国109个城市、1.1亿栋建筑楼栋尺度的建筑功能专题图SinoBF-1。

图1:城市楼栋尺度建筑功能专题图SinoBF-1(以北京市局部区域为例)

图2:制图区域-本研究在全国109个城市绘制了1.1亿栋建筑的功能图

图3:(a)本研究绘制的建筑功能图(SinoBF-1);(b)团队23年绘制的1 米土地覆盖图(SinoLC-1);(c)夜光遥感影像(SGDSAT-1);(d)本研究结合建筑功能图、路网数据、土地覆盖图生成的上海医疗设施可达性地图
在此基础上,团队进一步构建了15分钟生活圈、交通可达性、住宅容量配置等九项建成环境评估指标,基于每栋建筑的社会功能,从城市化强度、公共资源可达性和配套设施丰富度三个维度出发,对不同城市等级、不同地理区域和市内不同片区的建成环境差异进行系统性评估。研究结果显示:1)在城市等级层面,一线、新一线城市在教育、医疗和社区服务等公共资源可达性以及配套设施丰富度方面明显占优,但二三线城市在住房资源分配上更加均衡。2)在地理区域层面,南方城市在公共资源可达性方面整体表现最佳,但人均占有量较少,东北、西北城市在配套设施丰富度方面存在明显不足。3)在城市内部,相较于城市核心区,新建城区则呈现更大的建成环境不均衡性。

图4:多维度建成环境评估结果。(a) 维度1:城市化强度,包含建筑高度、建筑密度和夜光强度,反映城市发展水平及建筑聚集程度。(b) 维度2:公共资源可达性,反映每栋住宅到其最近的教育、医疗和社区服务设施的驾车时间。(c) 维度3:配套设施丰富度,反映建成环境的配套设施多样性和丰富度
该研究不仅实现了全国主要城市楼栋尺度的建筑功能制图,同时构建了楼栋尺度的城市建成环境评估体系,揭示了过去半个世纪我国快速城市化背景下的建成环境不均衡性,为优化公共资源配置、提升配套设施水平、推进区域协调发展提供了科学支撑。
黄色直播 张洪艳教授为论文末位通讯作者,共同通讯作者包括河南省科学院空天信息研究所张良培教授、杜克大学邱桐教授,第一作者为杜克大学李卓鸿博士,共同第一作者包括武汉大学博士生李琳鑫、南京信息工程大学胡婷副教授,合作者包括武汉大学贺威教授、博士生程谟凡。研究得到国家自然科学基金(T2525018、42230108、42271370和42201377)、武汉大学测绘遥感信息工程全国重点实验室开放课题(24R06)等项目的资助。
论文链接://www.nature.com/articles/s41467-026-69589-5
通讯员:陈宏宇
审核:龚文引
校对:卢笙