展示的空间尺度（共9篇）
展示的空间尺度 篇1
0 引言
空间负荷预测SLF(Spatial Load Forecasting)是电网规划的基础[1]。近年来，人们提出了许多空间负荷预测模型[2,3,4,5,6,7,8,9]，其中，用地仿真法是目前精度最高的一种空间负荷预测模型，它通过建立用地仿真模型模拟小区未来的发展情况，最终将负荷总量预测结果分配到各小区。然而在用元胞自动机模拟用地类型变化时，往往假设在整个元胞空间内所有元胞都按相同的转换规则演化，采用统一的转换规则来驱动元胞自动机模型中所有元胞的演化，进而来模拟用地类型的变化，所以这种方式忽略了用地类型变化的空间异质性，从而影响了元胞自动机模型的模拟精度，而负荷预测的准确性直接影响着电网系统投资及运行的合理性。针对该问题，本文研究了按照空间变异系数的大小对元胞空间进行不规则区域划分的方法，分区的大小随着变异系数的不同而变化，这样每一个分区内具有相对一致的元胞转换规则，用元胞自动机模拟演化的结果也将更加准确。考虑到影响负荷预测的许多因素存在于不同的尺度[10]之中，单一的尺度可能会导致影响负荷预测精度的一些因素、甚至是重要因素的缺失。由于不同尺度的区域划分方式会对地理信息表达的正确与否产生影响，很多地理现象和规律只有在特定的尺度下才会出现。因而，本文提出了多尺度区域划分的方法，按照相邻分区相似度对利用变异系数大小划分得到的分区进行聚类融合，相似度阈值不同，则得到不同尺度的区域划分，而每一尺度下各个分区都有各自独立的元胞转换规则，最后将每一尺度得到的结果进行叠加分析，提高了元胞自动机模型的运用有效性和时空模拟精度。
1 相关概念
所谓空间异质性，是指区域化变量在不同空间位置上由于空间数据受到总的条件或规律的制约而存在明显差异的属性。在进行空间负荷预测时，经常需要对用地类型进行预测，然而由于受到周围环境的影响程度不同，不同空间位置转换为不同用地类型的概率就会有很大的区别，因此采用统一的元胞区间划分方法忽略了空间位置的这种差异。
通常采用变异函数来表示两点之间区域化变量值的相关性。当空间点在一维x轴上变化时，区域化变量在xi和xi+h处的值为Z(xi)和Z(xi+h)，两者之差的方差的一半定义为区域化变量在x轴方向上的变异函数，其中xi是x轴上某一点的取值。变异函数记为[11]:
其中，N(h)为间隔距离是h的样点数。
元胞自动机具有模拟复杂系统时空演化过程的能力，它包含4个基本要素：元胞、状态、邻域和转换规则，可以用形式语言表示为[2]:
其中，CA为元胞自动机;C为元胞，是研究区域的最小面积单元;S为元胞状态，本文中元胞状态有4种，即居民生活用地、工业用地、商业用地、市政用地，某时刻t元胞状态只可能是有限状态中的一种;N为邻域即元胞的邻居，本文采用比较稳定的Moore型邻域，如图1所示，图中黑色元胞为中心元胞，灰色元胞为其邻居;R为转换规则，转换规则的定义是元胞自动机的核心，传统的转换规则只考虑邻域的影响，本文中的转换规则综合考虑了空间异质性和尺度等因素的影响。
简单而言，元胞自动机可视为由一个元胞空间和定义于该空间的变换函数所组成。元胞的状态随着时间根据一个局部规则来进行更新变化，即一个元胞在某时刻的状态取决于且仅取决于上一时刻该元胞的状态以及该元胞的所有邻居元胞的状态。元胞空间内的元胞依照这样的局部规则进行同步的状态更新，整个元胞空间则表现为在离散的时间维上的变化，非常容易在计算机中建模与仿真。元胞自动机采用“自下而上”的建模方法，通过元胞之间、元胞与环境之间的交互来进行时空演化，这种不同于以往纯数学建模的新计算范型思想是用局部作用规则控制元胞的行为，最终使系统呈现出宏观上的稳定秩序。
为了下文描述的方便，本文中引入2个新概念，即变异系数与尺度，其详细定义如下。
定义1：在空间变异函数中，假设区域化变量Z(xi)为空间实体对周边环境的影响程度，则称为xi到xi+h的空间变异系数，并用它来表示空间变异性的大小，如果该值大则说明空间变异性程度较大，显然ω(h)的取值范围为[1]。
定义2：假设研究区域的总面积为D，划分各元胞小区的面积分别为D1、D2、D3、…、Dn,n为元胞空间中元胞的总数目，令rn=(1/D1,1/D2，…，1/Dn)，则称该区域划分方式为rn尺度区域划分。此时rn是一个数据序列，用来表示一组大小不等、非规则的小区。
2 顾及空间异质性的多尺度空间负荷预测模型
2.1 模型的建模流程
顾及空间异质性的多尺度空间负荷预测模型的建模流程见图2，建模过程具体如下。
首先，用于空间负荷预测的数据在地理信息系统中经过数据预处理、对齐与裁剪等处理后，转换成多尺度分析以及不规则小区划分可以识别和处理的数据[12];其次，按照空间变异系数的大小对元胞空间进行不规则的区域划分，这样每一分区具有了相对一致的转换规则，并以此不规则区域划分为基础，对不规则分区进一步聚类融合以得到更高尺度下的分区结果，即进行多尺度的区域划分，在多尺度划分的过程中，本文引入了粗糙集理论来对影响分区融合的众多因素进行属性约简，从而减少了数据量使结果更加高效可靠;然后采用C5.0决策树算法，将不同尺度下的每一分区分别构建动态的转换规则，并将分区结果和各分区的转换规则输入到元胞自动机中进行土地类型的变化模拟，将得到的模拟结果与实际区域的土地类型进行对比评估，如果模拟结果与实际类型相比达到了指定的精准度要求，就可以将模型应用于空间负荷预测，否则重新进行多尺度下对每个分区采样从而获取新的转换规则，重复上述过程直到精度满足要求;接着对历史负荷数据进行分类负荷预测，并计算出分类负荷密度，由于现阶段分类负荷预测模型已经比较成熟，模拟得到的结果已具有相当高的精准度，因此本文重点研究对空间异质性的处理，即如何在多尺度下对研究区域进行不规则划分以及模拟结果的多尺度叠加分析;最后，将空间负荷预测的模拟结果送回到地理信息系统中显示[13]。
2.2 基于空间变异系数的不规则区域划分
考虑到空间的异质性特征对区域现象和规律模拟的影响，同一个转换规则不可能适用于整个元胞空间。因此本文中按照空间变异系数的大小，对元胞空间进行不规则的区域划分，使得每一区域具有相对一致的元胞转换规则，从而驱动元胞自动机的时空演化，该步骤也是多尺度分析的核心部分。具体操作过程如下。
a.在研究区域内随机选取重要地点，如重要居民小区、商业网点以及交汇点等，将这些重要地点都标识为未标记。其他所有地点如绿地、湖泊、高山等都作为空间中的一个点，初始时空间中的所有点都未被标记。
b.以重要地点为初始中心出发点，从空间中该中心点向周围各个方向的其他所有点计算未标记点的空间变异系数ω(h)，不断增大h的值，如果ω(h)的值大于阈值α，则停止该中心点向该方向的空间变异系数计算，并对该点做标记处理。
c.如对已标记的同一空间点计算得到多个空间变异系数值ω(h)，则取其最小值，并归入到相应的初始中心点。
d.以重要地点为中心点，向各个方向找到最近的已标记的空间点，并将这些空间点围成的区域作为一个单独的分区。
e.重复上述所有步骤，直到元胞空间中所有的点都划分到一定的分区中，此时完成单一尺度下的不规则元胞区域的划分。
通常利用空间变异系数对元胞空间进行不规则划分时，初始阈值α置为1。在实验过程中，需要不断调整阈值α，使预测结果更接近实际情况。
2.3 多尺度区域划分
不同的尺度会对地理信息的正确与否产生影响，因为影响负荷预测的许多因素存在于不同的尺度之间，仅考虑单一的尺度可能会忽略一些重要的因素，从而影响负荷预测的准确率，而且很多地理现象和规律只有在特定的尺度下才会出现。因而选择不同的尺度，可能会导致对空间过程及其相互作用规律不同程度的把握，最终将影响到研究成果的科学性和实用性。因此本文提出了多尺度的区域划分方法，该方法的操作过程如下。
a.找到影响元胞分区相似度的因素。影响2个分区相似程度的因素非常多，一般包括交通通达程度、公共设施便利性、教育资源、自然环境质量、住房价格、经济能力、职业、家庭结构(有无小孩)、年龄、受教育程度、居民生活质量、科教水平等。
b.利用粗糙集理论来对众多的影响因素进行属性约简。为了找到影响元胞分区相似度的重要因素，忽略不太重要的影响因素，本文中引入了粗糙集理论来对众多的影响因素进行属性约简，粗糙集约简方法详见文献[13]，最后得到了最重要的4种影响因素，如表1所示。
c.聚类融合得到更大尺度的区域划分。以基于变异系数得到的不规则元胞空间划分区域为基础，将不规则元胞分区按照相似程度阈值β来进行聚类融合，这样分区的数目将进一步缩小，即得到更大尺度下的空间负荷预测结果。
d.调整阈值得到多尺度下的区域划分。当相邻2个分区的相似度超过β(首次取β=0.8)时，将2个分区融合为1个分区，最终得到该尺度下的区域划分。依此类推，可以得到β值为0.6、0.4、0.2等多种尺度下的区域划分，直到分区数量为1时停止。如此即可得到多尺度下的不规则分区。不规则区域的划分结果与实际情况相符合，以此为基础提取元胞自动机规则也将更加准确。
2.4 元胞自动机规则提取及多尺度叠加分析
决策树是按照不同的特征，以树型结构来表示决策集合或者分类，最终产生规则并发现规律。C5.0是经典的决策树模型算法之一，可生成多分支的决策树。它的主要作用在于揭示数据中的结构化信息，所建立的树型结构直观、易于理解，而且便于处理非线性数据的描述数据，能提取数据中隐藏的知识规则。因此，C5.0决策树模型可以用于元胞自动机模型转换规则的挖掘。本文中的目标变量即为土地类型分类变量，使用C5.0算法可以生成相应的决策树或者规则集。首先将经过多尺度划分处理后的空间数据及划分得到的不规则分区作为训练样本输入到C5.0决策树模型进行学习，对于对模型值没有显著贡献的样本子集将被剔除或者修剪，通过不断调整模型参数最终建立起土地类型分类规则;然后依据分类规则，实现对其他新输入样本数据的分类;最后将建立好的样本规则以及不规则的分区数据，输入到元胞自动机模型来模拟土地类型的时空演化[14]。本文中采用C5.0决策树算法来对多尺度下不规则的分区分别提取元胞转换规则，有了上述基于空间变异系数的不规则区域的划分，每一分区便具有了相对一致的转换规则，因而元胞自动机规则的提取将变得十分容易而且提高了空间演化模拟的精准度。
在不同尺度下分别对用地类型进行预测，然后将不同尺度下得到的预测结果进行叠加，示例效果如图3所示，其中第1层为r1尺度划分方式，第2层为r4尺度划分方式，第3层为r16尺度划分方式，每个尺度上的观测数据以及不同数据之间的关系反映了土地的利用类型以及不同尺度对土地利用类型转换的影响。目前将不同尺度的数据很好地整合到一起的方法主要有“紧”整合和“松”整合。“紧”整合要求不同尺度的区域范围是一致的，而“松”整合则没有这样的要求，因而适用于任何尺度的数据整合[15]。本文主要借鉴文献[15]“松”整合的思想方法，通过经纬度将不同尺度下的数据叠加来实现预测结果的叠加分析，如果某点转化为某种用地的数量多于其他用地类型，则该点区域用地类型转换为相应用地类型的可能性越大。
最后，根据模拟区域的每一类土地的使用情况，按照式(2)预测出每一类负荷密度：
其中，Ii表示第i种用地类型的负荷预测值，Ai表示第i种用地类型的总面积，i=1,2，…，m,m为用地类型总数。对于划分的每个小区，它的预测负荷值Wj等于该预测的小区土地使用面积Lj(j=1,2，…，n，其中n为划分小区的总数)乘以该小区的预测负荷密度Pi(i=1,2，…，m)，其计算公式为：
3 顾及空间异质性的多尺度空间负荷预测模型的模拟应用
3.1 数据预处理
本文针对某市的实际情况，对其电力负荷在空间上的分布做了详细研究。本实验的基础数据包括该市2005年至2010年负荷历史数据，2005年、2006年和2010年该市中心城区TM遥感影像图、交通图、地图，以及该市分区人口统计数据、土地利用总体规划图、行政界线图、地形图、DMS馈线用电负荷历史统计、营销信息系统用户的报装信息等。通常在能够满足配电网规划的要求下把用地类型简单地分为工业、商业、居民、市政4类，这样就极大降低了工作量和难度。之所以要对用地类型进行划分，是因为不同的用地类型具有不同的负荷密度曲线，会影响分类负荷密度的计算。
3.2 实验处理及结果分析
本文采用顾及空间异质性的多尺度空间负荷预测模型，从研究区域选取重要地点共计366个，其中重要居民小区58个、商业网点236个、交汇点23个，其他重要地点49个。以这些重要地点为初始中心出发点，按照空间变异系数的公式计算各个点的空间变异性大小，将点区域划分归并到变异性最小的中心点，这样每一分区便具有了相对一致的转换规则。接着用C5.0决策树算法分别获取每一不规则分区的元胞转换规则，以此驱动不同分区的元胞进行时空演化。然后根据用粗糙集理论对所选择的众多影响相邻分区的因素进行属性约简，得到4种最重要影响因素及其权重，接着按照不同权重计算得到相邻分区之间的相似度，并按照相似度阈值β将相邻的分区进行融合，初始β=0.8，这样分区的数量将变少，即得到该尺度下的分区划分。不断调整相似度阈值直到分区数目变为1为止，如此便得到了多尺度下的分区划分结果。本研究区域按照相似度阈值β=1、β=0.8、β=0.6、β=0.4、β=0.2、β=0.09以及β=0共得到7种不同尺度的区域划分，分别为r214、r176、r131、r87、r45、r8和r1尺度，其中r214表示由214块不规则分区组成的尺度划分，其他依此类推，图4所示为r8尺度的分区结果。不同尺度下的空间负荷预测结果因为受不同尺度下各影响因素作用的不同而产生差异，本文根据“松”整合的思想，按照经纬度对不同尺度下的分区结果进行分层叠加，如果不同层相同经纬度下的某一点区域转换为某种用地类型的数据量较多，则该点区域转换为相应的用地类型。2010年该市实际土地利用分布情况与本文模拟预测土地分布结果如图5、6所示，可以看出模拟结果与实际土地类型基本一致，因此可以将本文模型进一步应用于空间负荷预测。利用式(2)与式(3)计算即可求得空间负荷预测结果，图7、8分别为2010年该市实际空间负荷分布与本文模型得到的空间负荷预测结果，图中深色点的密集程度表示负荷密度的大小。可以看出，2010年该区域的实际负荷分布主要集中在西北部一带，因为该区域有大规模的工业园区，用电量会较其他区域要大，而其他的一些用电量主要集中在大型的商场、市政办公楼、高层建筑、学校以及写字楼等区域，使用本文提出的模型来预测该区域2010年的负荷分布情况同实际负荷分布情况大体一致。
为了验证顾及空间异质性的多尺度空间负荷预测模型的有效性，本文将该模型得到的预测结果与实际负荷分布结果进行了对比，结果如表2所示。由表2可见，顾及空间异质性的空间负荷预测模型的模拟结果，更接近实际的负荷利用总体结构和形态。
MW/km2
此外，本文采用元胞自动机模型精度评估最常用的逐点对比法对本文元胞自动机模型精度进行检验，该方法通过逐像元对比元胞自动机模型的模拟结果与实际的分布来衡量元胞自动机模型的模拟精度。本文在程序中分别对实际分布和模拟分布的每一像元是否有负荷分布进行标识并计数，最后通过计数比值即可得到模拟分布的精度值。如图7和图8结果所示，与2010年该市空间负荷实际分布状况对比，采用顾及空间异质性的多尺度空间负荷预测模型的精度达98.86%。因此，顾及空间异质性的多尺度空间负荷预测模型模拟精准度更高，具有很强的实用性。
4 结语
采用统一的元胞转换规则驱动元胞自动机进行时空演化，是在假设所有分区中地理现象服从某单一均质性的前提下进行的，从而忽略了地理现象的空间异质性，因而影响了空间负荷预测的精度。本文针对以上问题，提出了顾及空间异质性的多尺度空间负荷预测模型，该模型按照空间变异系数的大小将元胞空间进行不规则划分，使每一分区具有相对一致的转换规则，同时再对已有的不规则分区按照相邻分区的相似度进行聚类融合，由于影响因素较多，本文中引入了粗糙集理论来对众多因素进行属性约简，根据不同的相似度阈值，得到了多尺度的区域划分。在此基础上，对不规则的分区采用C5.0决策树算法，挖掘每一个子区域的元胞转换规则来驱动元胞自动机模型模拟区域土地类型的变化，最后将每一尺度下得到的模拟结果进行叠加，经过实例验证本文模型可以获得与实际非常接近的模拟效果。参考文献：
摘要：提出顾及空间异质性的多尺度空间负荷预测模型。提出空间变异系数和尺度的概念,在此基础上提出按照空间变异系数对元胞空间进行不规则区域划分的方法,将得到的分区按照不同的相似度阈值进行区域聚类融合,得到不同尺度下的区域划分,然后将每一尺度下得到的结果进行叠加来预测空间负荷的分布。实例验证表明,所提模型提高了空间负荷预测的准确率。
关键词：多尺度分析,空间异质性,元胞自动机,C5.0决策树,负荷预测,模型
展示的空间尺度 篇2
商业街的主要特点是因商业店铺的集中而形成了室外购物、休闲、餐饮等功能的空间。基于商业街的店铺特色，决定了其设计的核心就是让空间适用。一般商业街宽度都控制在20米以内。又考虑到车行对人流的影响，利用竖向高差的变化将其划分成两个不同的空间。弯曲的街，使步行变得更加有趣，且会减少风力干扰。变换的街道空间，小型广场的穿插使步行的心理距离变短了。人在步行时都爱走近道，所以提供便捷的路线是游线设计的重要原则之一。
商业街的理想气氛应该是使人觉得亲切、放松、平易近人、有人情味，使人有愉悦的消费心情，而不是单纯的行走空间，人们在其中流连的过程本身也是一种体验和休闲！所以购物者所关注的纵向范围主要集中在建筑一层。对一层以上的范围几乎是“视而不见”。而横向关注范围一般也就在10米——20米之间，而超过20米宽的商业街，行人很可能只关注街道一侧的店铺，不会在超20米宽的范围内“之”字前行。商业街的长度不能太长，超过600米，消费者就可能产生疲劳、厌倦的感觉。
人类学家霍尔于1966年在《潜在尺度》（The Hidden Dimension）一书中，提出了美国白人中年男子的四个级别的空间距离：
A．亲密距离（约0.15～0.45m）。在这种距离内可进行爱抚、格斗、安慰、保护等行为动作的发生；
B．个人距离（约0.45～1.2m）。在这种距离内能看清对方表情等，可获取交流信息；
C．社会距离（约1.20～3.60m）。在这种距离内有社会交往的意向；
D．公共距离（约3.60～7.50m）。在这种距离内人们行同陌路。
现代研究认为，人体视野水平方向约180°，垂直方向约120°，其中视平线上方55°，下方65°。正常人的视力范围要比视野小一些，视力范围是要求能迅速地看清目标细节的范围，一般把视野分为三个主要视力范围区：
A．中心视力范围（直视区），视角1.5°到3°，该区域内的物体视觉效果最清晰；
B．瞬间视力范围，视角18°，特点是通过眼球的转动，在有限的时间内就能获得该区域内物体的清晰形象；
C．有效视力范围，视角30°，特点是利用头部和眼球的转动，在该区域内注视物体时，必须集中注意力方有足够的清晰视觉。
人站在竖高的物体旁边会有意无意地向上看，去寻找它的轮廓，如果过于高耸，找不到它的边缘，他就会感到迷茫、无所适从、压抑、不安全，所以，在一定的距离内，必然有一个适宜的高度不致于使人产生这种感觉。在上述视力范围内确定的建筑高度无疑是最人性的：方便、轻松，但在商业街这样特别金贵的地方显然是很不经济的。
现在以“公共距离”W＝3.60～7.50m为基本宽度，来确定最大适宜建筑高度H＝h＋W/2.tga，其中h为人眼的高度，这里取较高人体地区男子正立时眼的高度1.57m另加鞋厚度0.02m为1.59m；a为仰视角，为求得建筑主要视力范围内的最大高度，这里取为30°；W取为7.50m, W/2表示人走在中间的宽带区内。可知，H＝3.76m，这也就是一层房的高度。
如果考虑到区位的经济因素，那么视平线上方a＝55°是最大的仰视角，由此确定的视野内最大经济建筑高度为H＝h＋W/2.tg55°，即H＝6.95m，这也就是二层楼的高度。
基于多尺度空间边缘检测的研究 篇3
1 多尺度检测的概念
多尺度检测就是有效地组合利用多个不同尺度的边缘检测算子正确地检测出产生于一幅图像内的边缘.常用的多尺度边缘检测方法是,先分别用几个不同尺度的边缘检测算子检测边缘,再组合它们的输出结果以获得理想的边缘图。
多尺度方法随着多分辨率和小波理论的出现而逐渐发展起来的,窗口大小(或尺度)参数的自动调整是很难的,而应用多个尺度可以对此问题给出一个比较满意的解决,多尺度信号处理的目的不仅是为了辨识出信号中的重要特征,而且能以不同细节程度来构造对信号的描述,在高层次视觉处理任务中多尺度方法有着重要的作用。
2 多尺度边缘检测的方法
2.1 多尺度形态学边缘检测方法
在形态学边缘检测算子的基础上,综合形态膨胀和形态腐蚀,得到修正的边缘检测算子,以减轻图像边缘检测的模糊性;进行形态结构元素尺度调整,并综合各种尺度下的边缘特征,得到噪声存在条件下较为理想的图像边缘。首先用形态边缘检测算子进行图像边缘提取,在此基础上通过自适应方法对所获图像边缘进行修正,逐步调整结构元素窗口尺寸,达到有效增强模糊边缘并适当消除噪声影响的目的。
借助形态运算,下面引入图像边缘检测算子[2,3]:
定义1:设f(x,y)是一个定义在R2或Z2上的图像灰度函数,g(x,y)是一个定义在R2或Z2上的给定域;
由于式(1)是基于形态膨胀,所得到的图像边缘信号较弱,出现了图像的模糊边缘;式(2)是基于形态腐蚀,虽然所得到的图像边缘信号较强,但是相应地增强了噪声。
综合以上两种边缘检测算子,提出修正后的图像边缘检测算子:
对于一个给定的结构元素序列{gi|i=1,2,…},如果所有gi均有相同形状且尺寸随i增加而单调增大,则称序列{gi}为一个多尺度序列。对一个给定的结构元素序列,不同大小的结构元素可用于抽取在不同尺度上的特征。为了得到准确的边缘检测信息和有效克服噪声影响,必须合理地调节结构元素尺度的大小。首先取一正方形结构元素{gi|i=1,2,…n},gi的大小为(2i+1)×(2i+1)像素,式(6)多尺度边缘检测算子为:
形态多尺度边缘检测只作普通的加减运算及求最大最小运算,时间开销少,实验上它们所化的时间比大约是5/3。
2.2 多尺度自适应加权形态边缘检测方法
同样利用大小不同的结构元素提取图像边缘特征,多尺度形态学边缘检测对于最终边缘的合成,通常采用均值合成方法[4],虽然它能抑制图像噪声的影响,但没能发挥不同尺度下的不同抗噪能力和边缘检测精度大小不同的特性。针对此问题,根据图像的噪声及各个尺度的结构元对噪声的抑制能力的不同,自适应地确定相应的权值大小,然后再将这些不同尺寸下检测到的边缘图像用自适应确定的权值进行加权合成,可提取出较理想的边缘图像。[5,6]
采用的多尺度结构元素定义如下(假设B为有限结构元素):
n为尺度参数,B为十字形3×3结构元.按以上的多尺度结构元进行边缘检测得到的各尺度下的边缘图像后,再对得到的多尺度边缘检测图像进行合成运算,加权合成运算如下:
式中f'(x,y)为合成的新边缘图像;[k,l]为尺度n的取值范围;wn为各尺度下的权重;给出不同尺度下的权值wn如下算法:用膨胀得到的不同尺度的多结构元对图像进行开闭、闭开滤波,并分别求得不同尺度下的结构元开闭、闭开滤波的均值图像:
计算不同尺度下的图像标准差值Δn=|f-fn|和方差Δn2=|f-fn|2,各个不同尺度下的图像标准差值或方差的比例确定权值wn,即
2.3 基于直方图的自适应多尺度形态边缘检测方法[7]
尺度大小的选取因图像而异,且进行各尺度下的边缘图像合成运算时权值的选取不确定。而后又提出了一种多尺度数学形态学边缘检测算法,首先用形态边缘检测算子进行图像边缘提取,用不同尺度大小的结构元素分别检测出图像的边缘信息。由于各种不同尺寸下的边缘图像直方图分布不同,算法首先对各边缘图进行直方图配准,然后采用取极小值的方法自适应地对每个尺寸结构元检测得到的图像边缘进行融合,达到有效增强模糊边缘并消除噪声影响的目的。
具体步骤如下:
1)用不同尺度大小的结构元素分别检测出图像的边缘信息。选取有限个具有代表性的有限的结构元,对各个结构元进行膨胀,其尺度的选取n可根据具体的情况而定(一般取2~5)。对不同尺度的各个结构元进行多尺度的边缘提取。
2)自适应地对每个尺度结构元检测得到的图像边缘进行融合,从而得到合成边缘图像。对每个尺度结构元检测得到的边缘图像进行直方图配准。配准方法是,首先分析各个边缘图像直方图中第一个谷底位置,比较它们之间的关系,确定各个边缘图像的灰度拉伸系数,使得乘上该系数后,所有边缘图像的直方图第一个谷底位置相同。然后合成边缘图。
3 结果分析
如图1所示(a)是加了噪声的原图片,(b)是自适应加权形态边缘检测方法的结果,可以看出明显的边缘模糊,受到噪声的影响严重。(c)是直方图的自适应多尺度形态边缘检测方法结果,边缘非常的清晰,而且噪声基本剔除。
摘要：边缘检测一直是计算机视觉和图像处理领域的经典研究课题之一。该文综述了多尺度边缘检测技术:介绍了多尺度检测的基本概念;归纳了现有的各种多尺度形态学边缘检测方法。
关键词：边缘检测,多尺度空间
参考文献
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[5]Bhabatosh Chanda,Malay K Kundu,Y Vani Padmaja.A Multi-scale Morphologic Edge Detection[J].Pattern Recognition,1998,31(10):1469-1478.
[6]杨述斌,彭复员,张增常.多尺度自适应加权形态边缘检测方法[J].华中科技大学学报:自然科学版,2002,10(30):87-89.
展示的空间尺度 篇4
1.门高：
供人通行的门，高度一般不低于2m，再高也以不宜超过2.4m，否则有空洞感，门扇制作也需特别加强。如造型、通风、采光需要时，可在门上加腰窗，其高度从0.4m起，但也不宜过高。供车辆或设备通过的门，要根据具体情况决定，其高度宜较车辆或设备高出0.3～0.5m,以免车辆因颠簸或设备需要垫滚筒搬运时碰撞门框。至于各类车辆通行的净空要求，要查阅相应的规范。
如果是体育场馆、展览厅堂之类大体量、大空间的建筑物，需要设置超尺度的门时，可在大门扇上加设常规尺寸的附门，供大门勿需开启时，人们可以通行。
现今建筑内各种设备管井的检查门颇多，它不是经常通过的地方，所以一般上框高与普通门齐或还低一些，下边还留有与踢脚线同高的门槛，其净高就不必拘泥于2m，1.5m左右即可。
2.门宽：
一般住宅分户门0.9～1m，分室门0.8～0.9m，厨房门0.8m左右，卫生间门0.7～0.8m，由于考虑现代家具的搬入，现今多取上限尺寸。
公共建筑的门宽一般单扇门1m，双扇门1.2～1.8m，再宽就要考虑门扇的制作，双扇门或多扇门的门扇宽以0.6～1.0m为宜。
供安全疏散的太平门的宽度，要根据计算和规范（有关防火规范）规定设置。
管道并供检修的门，宽度一般为0.6m。
供机动车或设备通过的门，除其自身宽度外，每边也直留出0.3～0.5m的空隙。
附带说一下，供检修的“人孔”其尺寸也不宜小于0.6m×0.6m。窗的尺寸
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1.窗高：
一般住宅建筑中，窗的高度为1.5m，加上窗台高0.9m，则窗顶距楼面2.4m，还留有0.4m的结构高度。在公共建筑中，窗台高度由1.0～1.8m不等，开向公共走道的窗扇，其底面高度不应低于2.0m。至于窗的高度则根据采光、通风、空间形象等要求来决定，但要注意过高窗户的刚度问题，必要时要加设横梁或“拼樘”。此外，窗台高低于0.8m时，应采取防护措施。
现代玻璃幕墙中，整块玻璃的高度有的已超过7.2m，那已不属于一般窗户的范围了。2.窗宽：
窗宽一般由0.6m开始，宽到构成“带窗”，但要注意采用通宽的带窗时，左右隔壁房间的隔声问题以及推拉窗扇的滑动范围问题，也要注意全开间的窗宽会造成横墙面上的炫光，对教室、展览室都是不合适的。
过道
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1.过道宽：
最窄的走道应该是住宅中通往辅助房间的过道，按《住宅建筑设计规范》（GBJ96-86）规定，其净宽不应小于0.8m，这是“单行线”，一般只允许一个人通过。规范规定住宅中通往卧室、起居室的过道净宽不宜小于1.0m的宽度，也只是一人正行，另一人侧身相让的尺寸。这个尺寸用“不宜小于”是考虑到砖混建筑中，0.24m墙，1.2m中距的过道，净空只有0.96m，不足1.0m考虑的。
高层住宅的外走道和公共建筑的过道的净宽，一般都大于1.2m，以满足两人并行的宽度。通常其两侧墙中距由1.5～2.4m，再宽则是兼有其他功能的过道，如课间活动、候诊等等。至于大型公共建筑人流如潮的过道，那就要根据使用性质和疏散要求来决定它的宽度了。还需要补充说明的是，过道的长短，是否采光等因素都对过道的宽度起到相当的影响作用，一般长的、暗的、双侧有房间或墙壁的过道，都要适当宽一点或采取变换宽窄的手法加以处理，避免又长、又黑、又闷、又窄的过道，但也不能无原则加宽，白白浪费建筑面积。
2.过道高：
过道的净高原本随建筑层高而定，设计中通常未予专门的考虑。当今建筑设备的要求较前普遍了，风管、水管、电气、消防各种管线利用走道上部空间作为“通廊”，过道除了供通行之外、往往成为管线的载体，于是过道净高的问题经常出现在设计者面前。我们把过道的总高分成下面四个部分：①结构高度；②设备管线高度，一般在0.6m左右，视风管的截面、布置方式以及冷凝水管、自动喷淋水管的安排而定；③平顶的构造高度，一般0.05m即可；④净高，这是设计者要认真把握的尺寸，它是决定层高的重要因素之一。按常规，这个净高度应在2.2m以上为妥，特别是平顶上还有下垂的烟感探头、喷淋水喉时，为避免人手触摸，这个高度要高于普通人摸高2.15m。现今有时会遇到为了尽量减小层高，将走道净高压缩到2.10m，这恐怕是最小的高度了。顺便提一句，这么低的吊顶，其质地必需十分精细、否则会有压抑感，过长走道遇此情况，还要从平面上加以宽窄相间的变化处理，以免既压头又单调。
阳台------------------
阳台大家都熟悉，但它的栏杆高度在多层建筑中不应低于1.0m，在高层建筑中，则不应低于1.10。一般高层建筑尽量不设阳台或将阳台封闭，这涉及到大风、大雨以及坠物伤人诸多问题。
女儿墙
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一般多层建筑的女儿墙高1.0～1.20m，但高层建筑则至少1.20m，通常高过胸肩甚至高过头部，达1.50～1.80m。这是避免俯瞰时心悸目眩，发生危险而采取的措施。如果要使平顶上视野开阔，可在1.0m实墙以上加作金属网栏，以策安全。应该注意的是在标定女儿墙高度时，要扣除隔热保温层及泄水坡升高的构造高度，在高层建筑中，这个厚度往往达0.3m以上。
一些高层建筑，由于设有裙房，将冷却塔设在屋顶上，或者有屋顶网球场之类的设施，把女儿墙做得高过3.0m，也是一种办法。
楼梯
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楼梯涉及的尺寸数据很多，除大家熟知的踏步的踏面、踢面尺寸之外，梯段的宽度，歇台的宽度，平台下线的净高等也都在规范上有明确规定。容易被忽视的是：
1.楼梯扶手的高度（自踏步前缘线量起）不宜小于0.90m；室外楼梯扶手高不应小于1.05m。
2.楼梯井宽度大于0.20m时，扶手栏杆的垂直杆件净空不应大于0.11m，以防儿童坠落。
3.楼梯平台净宽除不应小于梯段宽度外，同时不得小于1.10m。
4.梯段宽度在住宅设计中规范有明确规定，在其他建筑中，必须满足消防疏散的要求。公共建筑中表现性楼梯所取宽度尺寸通常都偏大的，但要注意扶手的设置与梯段宽度的关系。即：楼梯应至少一侧设扶手，梯段净宽达三股人流时，应两侧设扶手，达四股人流时，应加设中间扶手。
这里顺便提两个经常要处理的问题：
一是室内外台阶踏步宽度不宜小于0.30m，踏步高度不宜大于0.15m，通常采用0.35m和0.125m这两个参数。特别要注意的是不允许只设一级踏步，至少要两级，这是因为踏步上下地面的高度相差过小时，行人不易辨别该处有高差，缺乏精神准备，跨出虚步而伤及脚腿。
另一个问题是当利用旋转楼梯作疏散梯时，必须满足踏步在距内圈扶手或简壁0.25m处，其踏面宽不应小于0.22m的要求，这点在防火规范上有明确规定。
电梯、自动扶梯
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涉及电梯数据最多的是井道、轿厢、机房、地坑、顶层端站高度等，因其规格型号、生产厂家不同而尺寸各异，应根据厂家提供的电梯的土建安装图决定，但有关候梯厅的深度，还是有一个限定，以免过小。简单说来，住宅电梯的候梯厅深度应不小于电梯中最大一台的轿厢深度，公共建筑中乘客电梯则不小于电梯中最大一台的轿厢深度的1.5倍，多台并列时还不应小于2.40m，多台对列时，不应小于对列电梯轿厢深度之和，也不宜大于4.50m。病床电梯的规定与乘客电梯相似。
此外，通向机房的通道、楼梯和门的宽度不应小于1.20m，楼梯的坡度不应大于45°以便设备的通过和人员的通行。
近年来，自动扶梯在百货商场、文化娱乐场所以及其他公共活动场所的使用日渐普遍，在建筑设计中，除与生产厂家密切配合外，下列数据应该掌握：
1.梯级宽：目前有0.6m、0.8m、1.0m三种，视生产厂家不同其宽度还略有出入。
2.倾角：一般有30°和35°两类。
3.梯井宽度为：单梯：梯宽＋0.6m＋2×0.4m
双梯：2（梯宽＋0.6m）＋2×0.4m
其中0.4m为梯侧至井进之安全距离。
4.梯井长：层高／tanα＋（2.0～2.9m）＋（2.0～2.3m）是一个不小的数字。α为梯段倾角。
浴厕
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有关浴厕的数据很多，主要的有：
1.厕所蹲位隔板的最小宽（m）×深（m）分别为外开门时0.9×1.2；内开门时为0.9×1.4。
2.厕所间隔高度应为1.50～1.80m。
3.淋浴间隔高度应为1.80m。
4.并列洗脸盆中心距不应少于0.70m。
5.单侧洗脸盆外沿至对面墙的净距不应小于1.25m。
6.双侧洗脸盆外治之间的净距不应小于1.80m。
7.浴盆长边至对面墙面的净距不应小于0.65m。
8.并列小便的中心距不应小于0.65m。
9.单侧隔间至对面墙面的净距，当采用内开门时不应小于1.10m，当采用外开门时，不应小于1.30m。
10.单侧厕所隔间至对面小便器外治之净距，当采用内开门时，不应小于1.10m，当采用外开门时，不应小于1.30m。
停车场
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随着社会经济的发展，停车问题日趋明显。有关停车场设计的数据很多，必要掌握的大
体有以下几种：
1.汽车车型及基本尺寸：应记住一两种典型车型的全长、全宽、全高的尺寸。如小轿车，以“桑塔纳”为例：长4.55m、宽1.89m、高1.41m，但设计时选用的标准车型尺寸宜为4.9m×1.80m×1.60m；又如客车，其中轻型客车（即通常称为“面包车”），以12座“三菱”为例，其长、宽、与小轿车类似，分别为4.39m，1.69m但要高一些，为l.99m；大客车长度差别大，由7～12m不等，而宽商则多为2.5m、4.0m。记住这些尺寸，并了解其变化情况，在设计时就不会出现进不去，转不过来等原则问题。
有关这一类数据，为便于统一界定，1988年，公安、建设两部颁发了《停车场建设和管理暂行规定》和《停车场规划设计规则（试行）》的通知，即[88]公（交管）字90号文件（以下简称“文件”），其中有详尽的要求和规定。
2.车位基本尺寸：车位基本尺寸各国不尽一致，略有大小出入，我国资料、书籍中，也有差别。在设计时还是应以“文件”的规定为准。例如垂直式停放时，其车位的长、宽和中间通道宽的尺寸分别为5.3m、2.5m和6.0m。
3.通道的最小平曲线半径（m）：按“文件”规定，小型汽车为7.0m，中型汽车为10.5m，大型汽车为13.0m，铰接车也是13.0m。
4.最大纵坡（％）：分为直线纵坡和曲线纵坡，一般小型汽车分别为15和12，中型汽车为12和10，大型汽车为10和8，铰接车为8和6。同时，为了保证车辆行驶在变坡处不致与地面碰接，在该处往往设有“缓坡段”，我国规定缓坡长一般为3.6～6.0m，坡度为坡道纵坡之半。
这里所讲的纵坡系停车库使用，不能与城市道路的纵坡限制混为一谈。
地下停车库
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车库的类型很多，有单层，多层甚或还有高层者。目前高层建筑的地下多建有小车停车库，这类停车库除消防、交通、人防等专业对它有特定要求外，在建筑设计中有几个关键数据应当掌握：
1.柱间净距：地下车库柱网的决定要与停车方式密切配合，要保证车辆能自如的转弯停泊和开出，以小轿车、面包车为例，柱间净距分别为：停二辆者5.4m、停三辆者7.8m。
2.净高：室内有效高度应为最大汽车总高加0.5m，但不小于2.5m。这是对单层或底层车库的要求，地下车库可以参考。
值得注意的是，地下车库通常设有风管和自动喷淋的水管、水喉，结构高度也是比较大的，设计时应同过道净高的控制那样，保证净空尺寸。因此，高层建筑的地下车库的层高往往大于3.6m，要精心安排，以求得最佳尺寸。该尺寸不但影响造价，而且对上下坡道的建设也是关系极密切的。
商店
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1.层高：底层一般5.4～6.0m
楼层一般小4.5～5.4m
2.柱网：要配合营业行为特点，一般柱距：
W=2 ×（标准货架宽0.45＋店员通道宽0.90＋标准柜台宽0.60＋购物顾客宽0.45）＋顾客行走宽0.60×顾客股数
3.普通营业厅内通道最小净宽：
（1）通道在柜台与墙或陈列窗之间直为2.2m；
（2）通道在两个平行柜台之间：
①柜台长度均小于7.5m时，宜为2.2m；
②柜台长度若为7.5m～15.0m时，宜为3.7m；
③柜台长度若大于15.0m时，直为4.0m；
（3）通道一端设有楼梯时，宜为上下两梯段之和加1.0m；
（4）柜台边与开敞楼梯最近踏步间距4m，且不小于梯间净宽。
4.营业部分公用楼梯梯段净宽不小于1.4m，踏步高不应大于0.16m。踏步宽不应小于0.28m。
餐饮建筑
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1.餐厅最低净高：大餐厅平顶3.Om，异形顶2.4m；小餐厅平顶2.6m，异形顶2.4m。
2.加工间最低净高：直为3.Om。
3.餐厅餐桌尺寸：
（1）方桌边长85O～1000mm；
（2）圆桌直径：4人桌，900mm；6人桌，1100mm；8人桌，1300mm；10人桌，1500mm；12人桌，1800mm；
（3）坐椅所占宽度：35O～5OOmm；
（4）坐椅与桌间空隙：1OOmm；
（5）桌间走道：单人宽600mm，双人宽应不小于1200mm。
办公楼
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1.办公室净高：一般不低于2.6m，设空调时可不低于2.4m。
2.单面布置走道宽度一般为1.3～2.2m；双面布置走道则1.6m～2.2m。
3.走道净高不得低于2.1m。
4.办公室常用的开间、过深和层高：
（l）开间：3.0m，3.3m，3.6m，6.0m，6.6m，7.2m；
（2）进深：4.8m，5.4m，6.Om，6.6m；
（3）层高：3.0m，3.3m，3.4m，3.6m。
观众厅
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演出性建筑涉及数据权多，应当掌握的是观众厅中几个主要数据：
1.观点高度：电影院是银幕下沿；剧院是大幕投影线中点距地面0.6～1.1m处。
2.舞台高度：剧院之舞台高，当采用镜框式舞台时为0.6～1.1m；当采用突出式舞台或岛式舞台时为0.15～0.6m。
3.视线升高值（视高差）；每排采用0.12m时，视线无遮挡；每排采用0.06m时，坐位要错开排列，且视线有部分边区受遮挡。
4.排距：长排法0.9～1.05m；矩排法0.78～0.80m。
5.座椅扶手中距：硬椅O.47～0.50m；软椅为0.5～0.7m。
6.座椅排列：短排法双侧有走道时不超过22个，单排有走道时不超过11个，长排法双侧有走道时不超过50个。
7.走道宽：首排与舞台前沿距离应＞1.5m，突出式舞台应≥2.0m。其余走道按每负担片区的观众数每100人0.6m计算，且边走道不小于0.8m，中间走道排距以外及纵走道不小于1.0m。长排法边走道不小于1.2m。
8.走道纵坡：1:10～1:6，大于1:6时，应作成以0.2m高台阶。
9.座席地坪高于前面模走道0.5m时或座席侧面临有高差之纵走道或梯步时，应设栏杆。
旅馆客房
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一、客房
1.净高：有空调时≥2.4m；无空调时≥2.6m。利用玻屋顶内空间作客房时，应至少有8平方米的范围，净高≥2.4m。
2.客房内走道宽度应≥1.1m。3.客房门洞宽度一般≥0.9m；高度≥2.1m。
二、客房卫生间
1.卫生间地面应低于客房0.02m。
2.净高≥2.1m。
3.门洞宽≥0.75m，净高≥2.1m。
三、标准层
1.标准层公共走道净高＞2.1m。
且标准层公共走道宽度：单面走廊为1.2～1.8m；双面走廊1.6～2.1m。
图书馆建筑
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1.书库、阅览室藏书区净高不得低于2.4m，当有染或管线时，梁或管线底面净高不得低于2.2m。
2.采用积层书架的藏书空间净高不得低于4.6m；采用多层书架的藏书空间净高不得超过6.9m。
3.书库内工作人员的专用楼梯梯段净宽不应小于0.8m，踏步宽不应小于0.22m，踏步高不应超过0.20m，并采取防滑措施。
4.阅览室阅览桌、椅排列尺寸：
（1）单面阅览桌前后间隔净宽≥0.65m；
（2）双面阅览桌前后间隔净宽1.3～1.5m；
（3）阅览桌左右间隔净宽0.6～0.9m；
（4）主通道净宽，当闭架阅览时为1.2m；当开架阅览时为1.5m。
有关图书馆的书库、阅览室平面布置有许多数据和办公室、住宅所使用的尺寸不一样，直接影响到开间、进深、层高具体尺寸的决定。在《图书馆建筑设计规范》（JGJ38-87）中有具体尺寸规定。
电影院等级
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等级主体结构耐久年限耐火等级视听设施通风空调设施
甲等 100年以上一、二级放映70/35m立体声影片全空调
乙等 50～100年二级放映35m立体声影片空调或机械通风
丙等 25～50年三级放映35m单声道影片机械通风自然通风
观众厅容量：特大型为1201座以上，大型为801～1200座，中型型为500座以下。
校园空间尺度研究 篇5
1尺度
尺度是城市设计评价空间形态的重要指标, 适宜的尺度是保证人性空间产生的基础。在尺度适中的城市和建筑群中, 窄窄的街道、小巧的空间、建筑物和建筑细部、空间中活动的人群都可以在咫尺之间深刻地体会到[1]。这些尺度适宜的城市和空间带给人们的是亲切感和归属感, 让人们乐于在此驻足、休憩、交流、娱乐, 乃至思考。
1.1 校园尺度
大学校园具有物质和精神的双重内涵, 它不仅是提供学生学习和生活的物质环境功能, 更是学生们智慧与激情, 才情与创造力迸发的场所。所以校园空间作为大学人文主义精神的物质载体, 对其尺度的适宜程度的要求会更高、更具体。
1.2 当前校园存在的尺度缺陷
高等院校的学生人数和建设规模由于扩招、合并等原因大幅增长, 新建校园占地面积也日益扩张, 出现了许多用地面积在1 km2以 上乃至数平方千米的超尺度校园和大学城。用地规模的扩大固然有利于教育设施的建设, 但如果校园规划不对大型校园进行针对性的研究和设计, 忽视超尺度所带来的空间分散、尺度失衡等不利因素, 将导致在实际运行中产生大量的使用问题。如某些大型校园仍然沿用小尺度校园的单一功能分区模式, 导致学生日常学习、生活、活动区域的距离不断扩大, 超出了合理的步行尺度。“哑铃式”的规划结构给校园交通带来了巨大的压力 (见图1) , 也给日常生活带来了诸多的不便。
2华中科技大学主校区与同济校区的尺度比较
选取这两个校区进行比较, 首先是因为它们之间有一定的关联。同济校区本是一所独立的大学 (同济医科大学) , 2000年被华中科技大学合并。它们不仅享有教师以及其他资源的共享, 在教育方针以及校园建设方面的步调也基本一致。其次, 两个校区在地理位置上很具有代表性。同在武汉, 一江之南北。汉口与武昌两镇的历史人文风貌, 区域地形, 居住密度等的差异也会直接或间接影响到两校区的空间质量。再者, 两个校区在校园空间尺度方面有着显著的代表性, 因此值得比较和探究。
2.1 规划形式
同济校区坐落在汉口最繁华的地段, 用地紧张, 其规划方式属于集约紧凑型。相比华科大主校区, 同济校区只相当于一个学院或者学部。所以它在规划上的功能分区和组织方式相对简单。以教学功能区为核心, 其他辅助功能区皆为之服务而展开。教学区又被细化为几个小组团, 但位置相当集中。其他辅助功能区位置布置的则比较灵活。如学生住宅区和职工住宅区是交错布置的, 并没有严格的划分“不可逾越”的界限。
而华科大主校区占地7 089亩 (472 km2) , 用地宽裕, 属于大尺度的校园。华科大主校区的规划模式类似“井”形, 它就像一个未完成的魔方所展开的平面。相同的颜色代表一种功能, 多半集中在一起, 但由N乘以一小块方格所组成的区域形状有多种可能, 魔方上“落单”的零星的色块, 则被安置为其他所需面积较少的辅助功能区。华科大主校区以不同院系的不同功能进行划分, 以教学楼为据点, 学生宿舍区围之展开。与同济校区显著的不同在于职工住宿区相对独立, 皆分置在校园北面。如果以不同颜色来标记不同的功能分区, 那么可以清楚的看到它是大面积不同色块的成片布置。
2.2 功能与尺度
传统校园尺度亲切的外部空间 (街区尺度多在70 m～100 m之间) 最有利于学生交流活动的发生。在学生日常活动的空间范围中, 体现在校园功能区域的相互距离上。
同济校区较之主校区, 在步行尺度上舒适很多, 基本不用借助非机动车, 就能较好地满足日常生活学习的需要。并且由于在小面积内有多种功能区域的“混杂”, 即区域功能的多样性, 使得这样的校园更富有人文气息, 更具有活力。哪儿有活力, 来访者就往哪儿走, 他们在分享这里的多样性, 同时也为这里的多样性加了一把力。而华科大主校区校园以专业为组团的划分方式, 使得学生上某些公共课时不得不选择非机动车为交通工具, 并且大量的车流同一时间的蜂拥行进, 也给校园带来了不小的交通压力和安全隐患。由于大面积单一功能区的成片布局 (上述所提) , 学生在校园中不愿过多的停留, 都是行色匆匆地从起始点直达目的地, 以至校园难以聚集人气, 也就难以形成生趣盎然的校园空间景象。
相反, 通过建筑物和功能设施的布局, 形成尽可能紧凑的公共空间体系和尽可能短捷的步行交通及感觉经历, 就可以将人和活动集中起来[1]。
一般而言, 5 min～10 min, 即400 m～800 m的步行距离是公认较为舒适的步行范围, 超越这一距离则不利于步行活动的发生, 而更依赖于非机动车和机动车的交通方式, 因此可以作为校园功能组团规划的量化基准。
2.3 尺度的感性需求与理性分析
同济校区组团内部结合日照间距及户外活动的使用要求形成小尺度的院落空间, 形成互相支撑、资源共享的教学综合体。处于小空间中几乎总是更令人兴奋, 人们既可以看到整体, 也可以看到细节, 从而最佳地体验到周围的世界。而主校区带给人的空间感受则大不一样, 即使是阳光普照的日子, 校园里的大部分空间给人的感觉也是寂静安谧。行走在校园的路上至少20 m才能遇到一个人, 校园空间难以聚集人气。
造成这种现象的原因是多方面的, 就尺度问题上, 可以归结为以下几点:
1) 校园在规划之初所划定的面积较大, 规划之时仍按照小尺度校园单一功能分区的形式, 只是同等比例的拉大了各功能区域的距离, 同等比例的扩大了节点的面积。这样就造成了不太适宜的步行尺度, 给学生正常的生活和学习造成了不便, 也给校园交通系统带来不小的压力。
2) 看似校园每个功能区的布局充实而丰富, 整体平面比例恰当, 形式优美, 但是不可避免的造成了建筑物与外部空间的脱节。新建教学楼, 食堂等建筑物追求雄伟壮丽, 也为了与环境尺度比例和谐, 建筑物本身体量较大, 且位置相对独立, 造成学生流动于各建筑之间的频率较低。校园缺乏整体归属感也就难以形成生机勃勃的校园景象。
3) 校园大面积划分功能区域, 各个功能区之间没有较好的联系性和连续性, 布局规划生硬, 分区界限严格清新, 缺乏灵活性与偶然性, 造成了单一功能区域之间所谓的“危险的真空地带”, 再加上缺乏合理集中的商业, 学生途经这些场所, 只会匆匆逃离或者主观忽略, 不会驻足欣赏或漫步其间。
3人性尺度的多中心校园规划
在大尺度的校园用地条件下, 如仍然采用“摊大饼”式的单一功能分区模式, 组团规模过大必然与适宜的尺度控制产生矛盾。因此, 应借鉴现代城市设计用地布局中所提倡的“混合使用”和“多中心”规划理念, 根据学生实际使用情况, 规划适宜的组团规模和使用功能, 使不同功能组团保持在合理的步行距离内。功能分区由集中趋向分散, 从单一的大型片区向多元的小型组团转化, 这不仅可以有效的解决大型校园的使用问题, 也有利于打破当前僵化的规划思路, 为创造多样化和个性化校园提供更多的手段。
4结语
大学生需要的是可以独立思考的空间, 亦可相互交流思想火花的场所。尺度适宜的高质量校园空间, 在产生功能多样性的同时, 满足了学生生理及心理的多方面需求, 也丰富了校园的生活气息, 展现了校园所特有的活力景象, 将高校校园人文主义精神上升到更高的境界。
比照分析现有校园规划的典型案例的空间功能需求, 将有助于专业人员从中总结出赋予人文主义关怀的宝贵经验成果, 同时对当下的高校校园规划设计的实践活动具有一定的参考意义。
摘要：针对高校校园的空间尺度问题, 从规划形式、功能、感性需求等方面, 对华中科技大学主校区与同济校区进行对比分析, 并从尺度的角度总结出两校区产生空间质量优劣的各自原因, 最后提出“人性尺度的多中心校园规划”的理性设计策略。
关键词：校园规划,尺度,空间质量,多样性,多中心
参考文献
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土地资源配置的空间尺度差异分析 篇6
1.1 区域经济一体化和城乡统筹对土地资源配置的影响
区域经济一体化和城乡统筹是我国不断工业化和现代化发展的必然趋势。目前, 我国土地利用规划呈现出与建设用地的快速扩展无法适应的态势, 农业结构调整的加快, 又促使农村劳动力的规模加大、速度加快, 进而促进了城市化进程的快速发展。因此, 从近期和今后一段时期看, 建设用地将呈现快速扩展的趋势。从整体上看, 区域经济一体化和城乡统筹使得建设用地指标偏紧, 虽然每年的规划调整缓解了部分用地矛盾, 但仍难以满足用地的需要, 建设用地的扩展将很快突破现行规划。有限的土地资源能否在城乡统筹发展和建设中得到合理的配置, 使其发挥最大的利益, 一直是学术界探讨的问题。
为了使土地高效、节约利用关键是协调区域经济发展与土地资源配置之间的关系, 即区域经济一体化和城乡一体化要求同步统筹解决土地问题, 而统筹土地问题的关键是对各个时间尺度和空间尺度上的土地资源进行整合优化配置, 形成结构合理、功能互补、综合效益最大化的城乡一体化用地体系, 建立一个从宏观到微观的优化配置体系, 协调运作各尺度下土地资源的优化配置, 才能实现土地可持续利用的目标。
1.2 我国土地资源配置的现状和弊端
我国的土地利用总体规划已编制到第三轮, 在空间尺度体系上仍沿用第二轮土地利用总体规划修编时形成的全国、省 (自治区、直辖市) 、地区 (省辖市) 、县 (市) 、乡 (镇) 5级体系, 分别与行政区划的层级划分相对应。我国的土地资源配置主要是为土地利用总体规划的制定提供辅助和参考, 因此, 按照我国土地利用规划的体系, 土地资源配置也形成相应的空间体系[1]。我国现行的土地资源配置体系仍存在许多弊端:
(1) 土地资源配置每个层次的职能分工不明确, 国家级、省级、市级内容雷同, 表现为宏观上过细;而县级和乡级差别较小, 表现为微观上过粗, 作用没有得到充分发挥, 而上下级的土地资源配置如何实现“无缝”链接实际上就是多尺度下土地资源的统筹协调。
(2) 缺乏对区域经济一体化和城乡统筹的思考。目前我国的土地资源配置对经济发展的区域化和城乡统筹的估计不足, 使得土地配置与实际不同地区经济社会发展相脱节。现行的空间尺度体系未能打破行政区划的界限, 在区域土地资源的配置上缺乏统筹, 影响了区域一体化发展进程的推进。同时, 现行空间尺度体系难以很好地解决城乡用地矛盾, 不能适应城乡统筹发展的新要求。
(3) 我国的土地资源配置往往偏重于用地指标的平衡和上下级用地指标的控制。国家用地指标通过行政单元的层层分解来体现土地资源配置的空间层次性, 土地利用的行政空间配置很强, 用地比例结构与空间布局往往出现两种矛盾局面:一是结构冲突, 空间冲突;二是结构协调, 空间冲突[2]。
2 土地资源配置的空间尺度差异性分析
不同尺度上影响土地资源配置的因素不同, 因此, 有必要对不同尺度下的土地资源配置的差异性进行研究, 将多尺度空间下的土地资源配置方案协同, 才能建立完善的土地利用规划体系。
2.1 土地资源配置目标的空间尺度差异
2.1.1 土地资源优化配置的目标
在一定的经济技术条件下, 土地资源优化配置的目标有两种描述:一是, 使有限的土地资源产生最大的效益;二是, 为取得预定的效益尽可能少地利用土地资源。按描述一, 要求在一定的约束条件下, 通过各种土地类型和合理组合, 以追求产出的效益的最大化。这里的资源投入量和规划目标的限制是约束条件, 因而它对应着一个求最大的最优规划问题。按描述二, 为了既定效益目标, 如何合理组织土地利用结构, 使总的成本最小的最优规划问题。一般而言, 对于完成一个既定的优化配置问题, 使用描述二, 而对于总体上如何配置问题, 一般取描述一[3]。
土地优化配置有四个目标:经济效益目标、社会效益目标、生态效益目标和综合效益目标。
2.1.2 土地资源配置目标的空间尺度差异分析
土地资源配置优化配置的目标在不同空间尺度的土地利用规划中的比重各不同, 使土地资源配置目标存在着空间尺度差异。
国家和省一级的土地资源配置是一种战略性的宏观规划, 或者是一个纲要性的规划, 我国人多地少, 土地资源人均少, 又处于工业化和城市化快速发展时期, 建设用地供需矛盾突出, 对于这一级的土地资源配置的目标主要有:一是保护耕地资源;二是保障必要的建设用地;三是提高土地利用率和产出率;四是合理调整土地利用结构。因此, 这一级的土地资源配置的综合效益目标中生态效益占的比重最高, 其次是社会效益, 再次是经济效益。
市、县一级的土地资源配置是宏观利用和微观利用的一个结合点, 既体国家宏观土地利用政策和区域分工指导, 又协调和管理具体的土地利用。这一级土地资源配置的目标包括:确保完成上级下达的耕地保护目标;按有保无压原则, 保障建设用地需求;千方百计提高土地利用率。因此, 这一级土地资源配置的综合效益目标中, 在一定的生态效益下, 权衡经济效益尤为重要。
县级以下的土地资源配置应是一个具体的规划, 核心是如何在贯彻国家土地政策的前提下, 实现资源的合理配置与充分利用, 利用本地特色发展优势产业, 增加居民的收入, 在此基础上实现产业结构的升级和优化。因此, 这一级土地资源配置的综合效益中, 经济效益比重占的最大。
总之, 土地资源优化配置是有层次的, 土地资源配置的目标在宏观层次上, 更注重于整个区域整体功能的提高, 影响土地合理利用的因子主要是宏观经济、社会和政治因素;在微观层次上, 更注重各地区 (部门) 对土地利用结构、方向的合理规划设计, 影响因子主要是自然条件、生产技术等微观经济因素。
2.2 土地资源配置灵活性的空间尺度差异
2.2.1 土地资源配置的灵活性
土地资源配置的灵活性体现在:一个合理的土地资源配置方案应该是一个既有刚性又有一定弹性的配置, 才能适应社会经济发展的需要, 增强实施的可操作性。土地资源配置没有一定的刚性, 就缺少强制性, 不能起到控制的作用;没有一定的弹性, 就缺乏应变能力, 控制过死, 不能适应社会经济发展的需要。
2.2.1.1土地资源配置的“刚性”“刚性” (Rigidity) 一般指事物的组成内容、结构、量度及其演变过程的固定性, 它是事物本质特征的一种反映[4]。土地资源配置的“刚性”是指在一定社会经济条件下, 对于一定范围内的各部门、各行业用地量的合理分配, 解决土地需求矛盾等方面所具有的法定性、权威性。主要体现在以下两个方面:
一是土地资源配置的战略指导思想的刚性。土地资源配置的战略指导思想是优化土地利用结构和布局, 提高土地利用效率和效益, 实现经济社会全面、协调、可持续发展和土地资源可持续利用。这一战略指导思想是具有刚性作用的。
二是土地资源配置的用地结构和布局的刚性。土地资源合理利用有两类约束性指标, 一是耕地和基本农田指标;二是建设用地指标。这两类指标是为确保土地资源安全, 通过自上而下分解下达的严格执行的土地利用数量和结构指标, 是硬性指标, 是土地资源配置刚性的重要体现。
2.2.1.2土地资源配置的“弹性”“弹性” (flexibility) 即变通性, 原比喻事物可大可小、可多可少的伸缩性。一般指事物围绕其固有的基准, 在保持其本质特征前提下的可变化性[5]。主要可体现在以下两方面:
一是土地资源配置的时间期限的弹性。土地资源可持续利用已经成为新时期世界各国所共同关注的问题, 而土地资源优化配置作为土地资源可持续利用的重要途径也受到广泛重视。但是优化配置是静态概念, 关注的是一个时间截面上土地资源的利用效率问题, 而土地可持续利用是动态概念, 关注的是时间延续上土地资源的利用公平问题。因此在制定优化配置方案时, 必须把握不同时间期限的“弹性”尺度, 才能将可持续发展与土地资源配置有机耦合。
二是土地资源配置的用地结构和布局的弹性。用地结构的弹性主要是预期指标的弹性, 可分为两类:一类是水平指标 (平方米/人) 如人均建乡设用地、人均建设用地等;一类是用地指标如林地面积、交通水利用地面积等;这些属于非硬性指标, 可根据具体的土地资源利用状况而确定各项用地指标以及作适当的调整。用地布局的弹性主要体现在土地利用分区中设置弹性控制区, 把适当的地区 (不影响总体布局的前提下) 作为发展中一些不可预见因素或突发因素的预留区, 以增加优化配置的弹性。
2.2.2 土地资源配置灵活性的空间尺度差异分析
不同空间尺度构成了土地资源配置的对象不同, 决定着各层次上的土地资源配置的灵活程度有所差异, 对应的土地资源配置的刚性和弹性也就不相同。
国家和省一级的土地资源配置由于空间尺度大, 侧重政策性, 因此这一级的土地资源配置中刚性程度较大, 对于整体战略思想以及用地布局和结构的规划具有功能引导性, 这样可增强规划配置的宏观调控力度, 也有利于土地资源的集约化, 提高土地利用效益。
市、县一级的土地资源配置既要有一定的政策指导性, 也要有一定的实际操作性。因此这一级的土地资源配置应“刚弹并济”, 严格把握上一级的刚性宏观调控的基础上, 根据实际的土地利用情况及形式发展的需求, 在土地利用结构和布局上适当的做一些调整改变, 即微观上要具有一定的弹性。
县级以下的土地资源配置则需要更强的可操作性, 弹性尺度更大。在我国, 土地资源十分有限, 一些强硬性的指标不能做到理想的综合平衡, 尤其是在一些经济快速增长的区域难以得到较好的实施效果。因此这一级的土地资源配置应注入更多因素的灵活性和适应能力, 以提高规划配置的科学性和实际可操作性, 进一步保障土地可持续发展的原则。
总之, 不同空间尺度的土地资源配置的侧重点和深度有所差异。空间尺度越大, 土地资源配置方案越侧重政策性, 着重土地利用战略思路;空间尺度越小, 土地资源配置方案更侧重操作性, 着重土里利用结构和布局的落实。
2.3 土地资源配置规模相关性的空间尺度差异
2.3.1 土地资源配置的规模相关性
所谓规模相关性是指土地利用的特征、土地利用变化的过程以及各种影响土地利用变化因素及其作用方式等均具有一种与空间规模尺度紧密相关联的特点, 在不同的空间规模层次上具有不同的表现形式[6]。并且土地利用及其变化在不同规模尺度之间存在的差异也表现不一定表现出象其它生命系统那样的渐变形式, 而是在相邻两种尺度之间存在着一种“门槛”效应。高一级规模尺度上的土地利用可能具有某些低级规模层次上所没有的特殊过程与作用机理, 某个空间规模级别上的土地利用活动或过程并不一定在其它更高或更低层次上出现[7]。
2.3.2 土地资源配置规模相关性的空间尺度差异分析
土地利用系统在不同的空间规模尺度上具有不同的特征, 包括不同的演变过程与机理、不同的影响因素, 也影响着土地资源配置在不同的空间规模尺度上存在差异。
土地利用结构、变化特征及其功能与其所处的空间规模有很大程度的相关性, 影响土地资源配置的因素就不同。一般而言, 在大尺度规模上比较有利于揭示各因子之间相互作用关系与土地利用变化的总体趋势;但由于大尺度是综合性的, 不利于对小范围内的土地利用特征、变化过程进行准确分析。因此在研究土地资源配置时要与其空间规模联系起来。
3 总结
通过分析我国土地资源配置的现状及弊端, 以及对不同空间尺度的土地资源配置的差异性研究, 总结出有必要将多尺度空间下的土地资源配置方案进行统筹, 才能建立一个从宏观到微观的优化配置体系, 实现土地可持续利用的目标。国家和省级属政策引导性规划, 应体现全国和省城范围内社会经济发展目标和土地利用方向, 协调跨区域重点项目等;地 (市) 、县 (市) 级属于布局性质;乡 (镇) 级规划属于实施性规划。另需正确处理好上下级之间的关系, 上一层次是下一层次的依据和指导, 下一层次是对上一层次的细化和具体落实。
摘要：由于我国正处于区域经济一体化和城乡统筹的大背景下, 土地利用规划呈现出与建设用地的快速扩展无法适应的态势。为了使土地高效、节约利用关键是协调区域经济发展与土地资源配置之间的关系, 而依据现行的行政区划划分建立的土地资源配置体系存在很多弊端。因此, 有必要对不同空间尺度下的土地资源配置的差异性进行分析, 才能建立一个从宏观到微观的优化配置体系, 实现土地可持续利用的目标。
关键词：空间尺度,土地资源配置,统筹,区域,差异性
参考文献
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展示的空间尺度 篇7
关键词：Mean Shift,目标跟踪,尺度空间,统计直方图
目标跟踪广泛应用于视频监控、机器人视觉、视频编码以及军工领域。如何在视频序列中对感兴趣目标进行有效的跟踪,一直是计算机视觉中一个极富有挑战性的课题,并且具有很大的研究价值和重要意义。均值偏移(Mean Shift)算法最早是在1975年由Fukunaga首先提出的作为一种无参数密度估计算法[1],一直到1995年Cheng[2]将其引入到机器视觉领域之后才受到学者的关注和重视。Mean Shift作为一种高效的模式匹配算法,其原理比较简单,实时性能较好,易于实现,并且在建模过程中,对边缘遮挡、背景运动及目标变化都不是很敏感。Mean Shift给研究者不仅提供了一个很好的算法框架,还提供一个了巨大的的空间来填充框架,同时还形成了以基本算法为基础的许多改进算法。
但是它也有一些缺点,例如,在对目标进行长时间跟踪的过程中,往往因为目标外观变化导致模型不能描述当前运动目标的特征。此外,如果跟踪的目标出现了严重遮挡,那么相似性的度量就会失败,进而影响到最后的跟踪效果,使跟踪目标丢失[3,4,5,6]。
本文结合尺度空间理论对均值偏移算法进行了改进。尺度空间和均值偏移空间通过高斯核函数联系起来,改进了统计直方图,使其既包括尺度空间特征,又包括了颜色空间特征。通过尺度参数调节并修正当前帧目标的位置和大小,得到了很好的跟踪效果。
1 Mean Shift原理和尺度空间理论
1.1 Mean Shift基本原理
Mean Shift算法是一种基于核密度估计的无参数快速匹配模式算法,基本原理如下:
设{xi}i=1,2,…,n是d维空间R4内的任意点的集合,K(x)是核函数,h是核半径,则点x处得多元核函数密度估计为
在均值偏移算法中,核函数的选择是很重要的,Epanechnikov核函数KE(x)是积分均方误差(MISE)准则下的最优核函数,定义如下
式中:Cd是d维空间中单位球体的体积。
定义一个函数k,[0,∞)→R,使得K(x)=k(|x|2),一般地,称函数k为核函数的剖面函数,则式(1)和式(2)就可以写成如下形式
假设除了有限的点外,函数k对于所有的x∈[0,∞)的倒数存在,令g(x)=-k′(x),则一个新的函数G就可以定义为G(x)=Cg(|x|2),其中,C为标准化常数,这里利用核函数密度估计的梯度来定义概率密度的梯度估计,可以得到
式中:假设
显然,当均值偏移向量
所以,梯度估计的式子可以转换成如下形式
即
表明由核函数G计算得到的均值偏移向量是由核函数K计算的归一化密度梯度的估计值。因此,均值偏移过程就是计算均值偏移矢量Mh,G(x),以及根据Mh,G(x)来更新核函数G的中心位置的一个迭代过程,该迭代过程是收敛的。
1.2 尺度空间理论
尺度空间[7]原理的思想可描述为:在图像信息处理的模型中,尺度参数这个概念被引入,这样就可以得到不同参数下的图像的处理信息,这些信息是经过连续不断变化着的尺度参数来得到的,接着根据这些信息进行综合分析,更深入地挖掘基本图像特征。然而,尺度空间方法是在不断变化的动态分析框架中融入传统的单尺度视觉信息处理技,因而可以更加容易地得到图像的本质特征。使用拉普拉斯算子进行多尺度特征检测相当于图像与LOG模板作卷积。LOG模板可以用DOG模板来近似
DOG(x,δ)=c1Gδ1-c2Gδ2 (10)
式中:G(g)为标准高斯核函数;尺度参数
DOG算子的2-D核函数为
式中:δx表征了x方向的尺度;δy表征了y方向的尺度;因子1.6是来源于文献[8]的想法。
2 基于尺度空间的Mean Shift改进算法
2.1 改进的统计直方图
一阶颜色直方图即颜色直方图,本章图像像素采用的是RGB颜色空间,将RGB颜色空间的R,G,B这3个子空间分成k个相等的空间,将每个子空间称之为一个bin。因而,可以得到由m=k3个bin构成的特征空间。
在改进的Mean Shift跟踪算法中,加入目标的尺度空间特征信息,使得颜色信息和尺度空间信息相融合,得到改进后的统计直方图的表示式为
p(u,s,y)=∑δ,iK(s)ξδ,iδ(b(xi)-u) (12)
式中:ξδ,i=DOG(xi-y,δs);核函数K(s)采用Epanichnikov核;窗宽参数
2.2 当前跟踪窗的确定
目标跟踪过程当中,随着目标的增大,跟踪窗也应当发生相应的变化,在本算法中通过尺度调节因子调节跟踪目标的真实位置的和跟踪窗的大小。
因此根据以下两步得到当前跟踪窗:
1) 固定尺度参数,搜索跟踪窗口的位置,公式为
2) 固定跟踪窗口位置,优化尺度参数,公式为
由以上2个步骤迭代直到收敛。
2.3 改进的Mean Shift跟踪算法的实现
在本实验中主要是对运动目标逐渐增大过程进行跟踪,因此对调节因子函数做了一定的修正,并给出算法实现原理,步骤如下:
1) 计算目标模板的直方图分布为
2) 用
3) 计算权值{ωi}1=1,2,…,m,公式为
4) 根据均值偏移矢量和尺度空间理论得到目标候选区域的新位置和尺度参数,公式为
若核函数取Epanechnikov核函数,则g(x)=-k′(x)是常数,有
尺度参数的表达式为
式中:窗宽参数
更新
5) 当
6) 如果
因为步骤4)运用均值偏移向量增大的Bhattacharyya系数的近似值,所以,需要步骤5)来验证目标新位置的特性。通常情况下,不需要步骤4)的迭代。跟踪过程就是将上述算法应用到每一帧上得到目标的新位置。
3 仿真实例
本文主要是对车辆视频序列进行跟踪测试。取视频序列中的第740帧作为初始帧,取第755帧和第780帧作为对比结果。
图1和图2是对改进后的统计直方图进行的比较。图1为本文提出算法中融入尺度空间特征和颜色特征信息的统计直方图;图2是只有颜色特征信息的统计直方图。
图3是固定核带宽且只有颜色特征信息的Mean Shift跟踪算法的跟踪效果,可以明显地看到,该算法未能很好地跟踪到目标,存在很大的偏差。
图4是本文提出的融入尺度空间特征,并且和颜色特征信息相结合的Mean Shift跟踪算法的跟踪效果图。可以明显地看到,本文算法能够很好地跟踪到目标,有着较好的跟踪效果。
4 结论
本文提出了一种将Mean Shift算法与尺度空间理论相结合的目标跟踪算法。对目标跟踪过程中的尺度变化有较好的适应性,尤其是对目标逐渐放大的情况下。本文算法主要是对两方面进行了改进:一方面是针对原始算法中单一的颜色信息不能很好地描述目标的整体特征,将颜色信息和尺度空间信息相融合对统计直方图进行改进;另一方面,通过尺度因子的不断迭代,运用尺度因子对目标的真实位置和大小进行修正和调整,最终定位跟踪目标的真实位置和大小。通过实验证明,本文算法能够有效地解决目标逐渐放大过程中只是提取被跟踪目标的局部特征的问题,有效地跟踪到目标,跟踪更加准确稳定。
参考文献
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展示的空间尺度 篇8
1. 常规空间中岛型商铺尺度
现代商场的店铺多分为两类, 一类为沿室内边部“一”字型布置, 另一类则按照“岛”型布置, 常位于商场中央场地, 三至四面均开敞且临通道如图1, 这种岛型店铺常以经营珠宝、香化、服装等商品类型为主。
常规的商场首层层高为5m—7m左右, 而其余层层高多为4m—6m左右。置于该尺寸空间内的岛型商铺在高度上多保持在约2.5m—3m, 门楣高约300mm—500mm。人们在商场中所经常接触到的该类岛型商铺所在空间的尺寸也多在正常值范围内, 这种常规的岛型商铺很容易达到宜人的尺度并带给顾客舒适的空间感受和购物体验。
2. 南京南站特大空间中岛型商铺尺度
南京南站体量庞大、形态恢弘、气势磅礴。就候车层的室内空间而言, 南北长418米, 东西宽72米, 中部层高28米, 两侧候车区高17米, 夹层层高9米, 如图2。在这种特大规模的空间中, 按常规尺寸设计必然会感觉物品“缩小了”和“变矮了”。于是针对候车厅风机间的岛型商铺, 若照搬商场中所使用的尺寸, 在如此开阔高大的空间必然会中显得矮小, 与周围环境也无法取得协调一致。但若盲目地扩大尺寸, 则不能营造出亲近的感觉, 甚至造成使用的不便。因此在该空间中的商铺设计需要同时兼顾与人的关系和与周边构筑物及空间本身的尺度关系。值得一提的是, 商铺的组成元素之间也应遵循着比例尺度协调一致的原则。
2.1 与周边构筑物和空间本身的尺度关系
因商铺位于风机之间, 根据消防方面的相关规范, 商铺与风机之间需要留出至少8米的通道, 再结合商业开发的需求, 便得商铺面宽为9米。在商铺进深尺寸的制定上, 综合各方意见以及平面的比例关系, 最后确定要保证商铺进深不大于风机的进深尺寸, 即7米。又因商铺的出现不能遮挡风机侧墙上部重要的指示标志, 故而得出商铺的最佳进深尺寸为5.5米, 且靠近风机内侧放置, 如图3。
确定了9乘5.5米的平面尺寸后, 确定商铺外框的高度、门楣的尺寸、商铺开口的尺寸比例等问题的同时, 需要综合考虑商铺两侧风机、空间尺度、视线通透等众多问题。首先值得注意的是, 候车大厅中最为醒目的便是两侧连续排列的高达16米, 直径达2.1米的圆柱, 且每根圆柱前均布有一平面呈三角形占地约30㎡的风机。因此, 放置于风机间的商铺尺度设计必然需要考虑与风机及柱体的关系。在研究风机体的尺寸时得出, 风机高度为4.4m, 上部出风口的最下沿距地面为3.6m, 并且黑色标识条高600mm。结合以上内容并兼顾考虑其他因素后, 制定出商铺高度为3.6m, 且门楣高度为600mm, 门洞高度为3m, 宽度为4m。这样的做法保证了商铺高度与风机标识条的上边缘保持在同一水平线上, 且门楣高度与标识条高度相同。商铺框架的尺寸制定后又通过电脑模型模拟现场, 感受空间尺度及验证视觉通透性等问题, 确定了这组数据下的商铺形态及尺度与周围环境相协调一致, 并具有一定的美观和视觉通透性, 如图4。
此外, 由于南站候车层现有空间过于高大, 适当增大商铺体量后仍不能营造出亲近的感觉。为此, 可在每个风机前设计布置高大的植物, 如高10m左右的棕榈树, 这样便将柱体、植物、风机、商铺有机组合在一起, 并制造出不同高度的空间层次, 以取得宜人的空间效果, 如图5。
2.2 与人的尺度关系
确立了9 m×5.5 m×3.6m的框架尺寸后, 发现该岛型商铺的尺寸相对于常规空间中的岛型商铺尺寸已被放大了, 倘若内部的陈设亦随之扩大的话则会为人带来使用的不便。因此在岛型商铺相对通常规格扩大了的框架下, 考虑到与人的关系的因素, 需保持店铺内陈设品的常用尺寸, 如低柜展示高度为900mm, 服装类落地展示架高度为1350mm, 高柜展示柜高度不大于2700mm, 等候座椅为400—500mm等, 如图6。
此外, 商铺内部吊顶采用黑色网格格栅吊顶, 且吊顶高度为3m。在这样吊顶高度控制不仅适于展示灯光的布置, 也为顾客提空了适宜的室内空间尺度感受且不会影响到商铺的整体外观, 如图7。
2.3 商铺构筑物间的尺度关系
在岛型商铺的立面设计上, 因要满足车站方保证旅客视线通透性的要求, 故需将商铺通道做到尽可能开敞通透。具体做法为, 商铺主体采用钢框架并用玻璃围合, 且前后两面开口面宽为4m, 高度为3m, 上部设置轻质卷帘门。总体来说, 商铺可被分为两大部分:高600mm的门楣与高3000mm的主体部分, 如图8。在主体部分中除去透明的玻璃体, 最醒目的便是黑色的不锈钢框架边条。边条的尺寸设计需要在满足结构要求的条件下尽可能的与店铺其他构筑物的比例尺寸相协调, 不可过于粗大而使商铺显得笨拙, 亦不可过于纤细而显得轻薄, 综合考虑后最终确定的钢架边条截面为100mm×100 mm的尺寸, 如图9-10。
3. 小结
南京南站候车大厅中岛型商铺的设计是非常规商铺设计。因其所在空间的主要功能为客运功能, 商业为补充功能, 且南京南站为一大体量建筑, 其候车空间也颇为开敞宏伟, 故在这种超大空间中商铺的设计, 必然要结合空间本身的尺度以及空间中已存在的构筑物的体量, 将尺度适当放大, 同时还要兼顾人的行为习惯、视觉习惯等, 维持陈设品的正常尺寸, 且组成商铺的各部件亦应保持彼此间协调的比例关系。无论是常规空间还是超常规空间, 其内部物体的尺度设计均应经过缜密的推敲、辩证的思考、灵活的手法, 重视其与人、与环境、与其他物体之间的关系, 才能得出最适宜的比例尺度及形式形态。
参考文献
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展示的空间尺度 篇9
户型是满足住户不同人口规模、结构和生活方式的基本物质单位的类型,一般是由起居室、卧室、厨房、餐厅、卫生间及阳台等房间组成。由于保障性住房与普通商品房相比在面积上受到很大限制,因而在户型设计时,在保证居住者正常使用的基础上还要力求将各功能空间的面积和尺度做到极致。
1 起居室
家庭人口数量、居室内的家具布置是设计起居室首先要考虑的因素,其次还要考虑人体工程学的要求。起居室一般布置的家具包括电视机、沙发。有的户型是餐起结合的,所以还要考虑餐桌、座椅的尺寸。影响起居室面宽尺寸的因素主要是电视机与人的视距以及人在沙发和电视中间行动的空间尺度。专家建议电视的合理观看距离是电视尺寸的四倍左右。
如选用20到29英寸的电视,观看距离最好是20-29英寸的四倍,约2.03米到2.95米的距离。调研发现,既有的保障性住房起居室内基本采用的是等离子或液晶电视,厚度较薄,因此电视柜的宽度可以缩减到0.45-0.5米,再加上沙发靠背到墙面的距离,起居室的面宽尺寸在2.88米到3.85米,轴线面宽可以控制在3-3.9米之间。
但是考虑到保障性住房居民的经济水平,电视尺寸的选择往往很少选用大尺寸,因此,起居室的面宽可以做到3米-3.6米,这样既经济,又可以保证居民使用的舒适度。选择3米面宽时,容易显得空间比较局促,可以考虑应用到起居室与卧室之间有模糊性空间的廉租房房内内部部。。
起居室的进深参照其面宽以及规定的面宽与进深的长宽比来计算。独立起居室的长宽比大约为5:4到3:2,这样算出进深尺寸应该在3.75米到5.4米;若是是餐起结合的形式,那么长宽比在3:2到2:1的范围内比较适宜,因此其进深应该在4.5米到7.2米之间。此外除了餐起结合的情况外,起居室还常常与卧室合为一体设计。这种情况下,起居室的面积可以压缩到8-10平方米。
2 卧室
在有多个卧室的保障性住房中,卧室也有主卧次卧之分。但在保障性住房的卧室中,与普通商品房不同的是可以不用考虑放置电视机,这样可以减少开间尺寸,当然也不排除放置电视机的可能。这样卧室的开间尺寸主要取决于床的尺寸、电视柜的尺寸以及床与电视之间过道的尺寸。双人床的长度大约为1.8-2.1米,过道尺寸最低要保证一个人侧立另一人正常通过,因此过道的最小尺寸为0.85-0.9米。
若不放置电视机,则卧室的开间最小轴线尺寸2.8 5-3米;若放置电视机,要再加上电视柜的厚度(450-600mm),即3.3-3.6米。影响卧室进深的因素主要是床的宽度、床两侧的活动空间以及摆放的衣柜尺寸等等。通常,卧室进深尺寸在2.8米到3.95米之间。综上得出,双人卧室最小的建筑面积约为8-12平方米,单人卧室的最小建筑面积则应控制在6-8平方米。
3 厨房
厨房按照面积大小可以分为经济型、小康型、舒适型三种,而保障性住房的厨房无疑应按照经济型的标准来设计。
《北京市保障性住房规划与建筑设计导则(征求意见稿)》中规定,廉租住房内厨房的面积应控制在4-5平方米,经济适用房的厨房面积应控制在4-6平方米内,这个要求相较于经济型厨房的面积还要小1平米。
因此需要对厨房进行集约化设计。厨房空间大致可以分为4个区域:洗涤区、调理区、烹饪区和储藏区。洗涤区:洗涤区主要考虑洗池尺寸、手臂活动范围以及管井等影响因素。手臂活动需要留出0.3米,洗池长度最小为0.45米,若有管井通过可以再加0.3米。
因此,洗涤区的长度最小0.75米。调理区:人的转动半径决定了调理区的范围大小。根据人体工程学,人的手臂与身体成15度的夹角最舒适,由此调理区台面的最小宽度应为0.75米。烹饪区:烹饪区要考虑人体的移动范围、灶具及管井等。家庭通常采用的燃气灶具尺寸约为0.7米,竖向排烟道的宽度约0.25米,放置电饭煲的宽度约0.25米,因此烹饪区最小长为1.2米。综上,厨房操作台的长度最小为2.7米。在保障性住房中厨房多采用直线型和L型布局,两者的最小净宽应不低于1.8米。
4 餐厅
餐厅的尺度主要考虑餐桌餐椅的尺寸以及通行区域的尺寸。餐椅靠背到障碍物的最小距离要根据这段空间的服务功能来确定。根据人体工程学的设计原理,保证起身和就坐的距离至少在椅子长度上增加0.3米;如果椅子临近通行使用的过道,则距离应在椅子长度的基础上增加0.4米;若保证上菜的空间,则要在椅子的长度上增加0.55米。
根据保障性住房的实际使用情况,很多户型都取消了餐厅而把它与其它空间合用。笔者建议60平米一下的户型不单独设置餐厅,从而节约面积。
5 卫生间
卫生间根据面积的大小来分,卫生间可分为经济型和适用型。
经济型的卫生间将淋浴、洗脸池、坐便器合于一个空间内,一般来说,若采用方形布局,面积应不小于2.4平方米;若采用长方形布局则不小于2.6平方米。这种类型的卫生间管线布置简单,节省、经济。但一个人使用卫生间时,对其他人的使用影响较大,不适合人口多的家庭。
舒适型的卫生间比经济型的面积稍大,可以放入标准浴缸并适当考虑分间设置。若采用方形布局则面积不小于4平方米,若长方形布局则不小于3.8平方米。长方形布局可以将浴厕和洗漱空间分开设置,两人可以同时使用。但缺点是占用面积较大且成本较高,可以考虑应用于面积稍大的保障房中。
卫生间在洁具的选择上应尽量选择小巧的进行布置以在有限的空间内增加更多活动空间。在空间布置上,浴缸可以用淋浴代之,若卫生间的空间受限,可考虑将淋浴空间与其它空间融合处理,必要时可以浴帘加以分隔。
6 阳台
阳台兼具储藏、晾晒等多种功能,保障性住房建议在面积允许的情况下设立服务阳台,利用阳台的开敞化设计来对套内的使用空间进行拓展,从而提高居室的舒适度。阳台的尺寸可参考《北京市保障性住规划与建筑设计导则》中的规定:每套保障房的阳台面积宜控制在3平方米以下,主阳台的进深为1.2-1.8米,长3-3.9米;服务阳台进深1.2-1.5米,长度为1.8-2.1米。
7 结语
本文结合室内家具的尺寸、人体工程学的要求等总结出保障性住房内各功能空间的最小尺寸,力求达到面积和尺度上最大限度的节约和实用。但这并非建设保障性住房的最终目的。无论是保障性住房还是普通的商品房,住户对于户内空间的使用体验始终应该被放在首位,而不应该因其它因素的影响而降低人们追求的居住品质。本文对于房间面积和尺寸的归纳可以有助于保障性住房户型设计在经济与舒适的双重要求间找到平衡。
参考文献
[1]孙琪.集合住宅背景下的保障性住房户型研究.大连理工大学.2012.
[2]周燕珉.中小套型住宅设计.[M].知识产权出版社.2008.
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