本发明专利技术公开了一种城市空间建筑形体优化方法、系统、计算机设备及存储介质，所述方法包括：获取目标区域内的地理信息数据，进行参数化建模后构建第一样本数据集及第一样本指标集；基于第一样本数据集的建筑数量，构建样本控制集；以样本控制集对第一样本数据集进行进一步处理，构建第二样本数据集；对第二样本数据集进行计算，并调用第一样本指标集，得到建筑空间环境评价相关指标，生成第二样本指标集；联合样本控制集、第二样本数据集、第二样本指标集进行遗传算法优化，形成最终优化结果数据集；对遗传优化过程与最终优化结果数据集进行可视化展示。本发明专利技术能够有效针对不同地块的建筑空间提供针对性的整体与局部的建筑空间环境优化建议。环境优化建议。环境优化建议。
【技术实现步骤摘要】
城市空间建筑形体优化方法、系统、计算机设备及存储介质
[0001]本专利技术涉及一种城市空间建筑形体优化方法、系统、计算机设备及存储介质，属于城市更新领域。
技术介绍
[0002]近年来，中国经济持续快速发展，城市化进程不断加快。伴随新城建设减缓的同时，老旧城区中的建筑和基础设施普遍需要得到更新和改善，以适应现代城市的需要。因此，在城市存量更新阶段，通过对既有建筑空间环境的更新迭代，可以提高老旧城区的环境品质和生活质量，实现城市面貌的更新，从而促进城市可持续发展。
[0003]由于城市中建成空间环境复杂、建筑产权关系混乱、居住环境存在不足，在设计前期的方案推演是否科学高效决定了城市更新的进程快慢。此外建筑布局环境会影响居民生活品质，而在重大公共卫生事件中遇到的的治理困境，也一定程度上暴露了当前建成环境中存在的漏洞。当前城市建筑更新主要是由地方政府制订一定范围的更新红线，其更多关注是覆盖范围的大小与地块所处的区位，一定程度上忽视了更新区域内建筑不同的属性以及背后原有使用人群的需求。另外当前城市更新策略仅在历史文化保护区域内有精细化的建筑控规，尚无法灵活应对大规模更新下不同建筑地块之间的建筑空间需求差异，并对于更新区域内的绿地布置和建筑空间形态指标进行针对性的调整。而在建设决策中，已有研究多采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)作为多目标决策方法，缺乏基于不同情景下多目标优化算法的应用探索。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种城市空间建筑形体优化方法、系统、计算机设备及存储介质，其能够有效针对不同地块的建筑空间提供针对性的整体与局部的建筑空间环境优化建议，从而可以更加科学高效地开展城市更新工作，提高城市更新中的精细化程度，也为渐进式城市更新提供更加快速准确的建设依据。
[0005]本专利技术的第一个目的在于提供一种城市空间建筑形体优化方法
[0006]本专利技术的第二个目的在于提供一种城市空间建筑形体优化系统。
[0007]本专利技术的第三个目的在于提供一种计算机设备。
[0008]本专利技术的第四个目的在于提供一种存储介质。
[0009]本专利技术的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0010]一种城市空间建筑形体优化方法，所述方法包括：
[0011]获取目标区域内的地理信息数据，进行参数化建模后构建第一样本数据集及第一样本指标集，所述地理信息数据包括道路边线、道路中心线、建筑高度、建筑基线和建筑用地范围线；
[0012]基于第一样本数据集的建筑数量，构建样本控制集；
[0013]以样本控制集对第一样本数据集进行进一步处理，构建第二样本数据集；
[0014]对第二样本数据集进行计算，并调用第一样本指标集，得到建筑空间环境评价相关指标，生成第二样本指标集；
[0015]联合样本控制集、第二样本数据集、第二样本指标集进行遗传算法优化，形成最终优化结果数据集；
[0016]对遗传优化过程与最终优化结果数据集进行可视化展示。
[0017]进一步的，所述获取目标区域内的地理信息数据，进行参数化建模后构建第一样本数据集及第一样本指标集，具体包括：
[0018]基于城市基础地理信息数据，导出对应区域内的道路边线、道路中心线、建筑高度、建筑基线、建筑用地范围线，并以不同图层进行区分标注；
[0019]将导出的建筑高度和建筑基线分别作为第一建筑高度和第一建筑基线，基于第一建筑高度信息，对第一建筑基线进行对应第一建筑高度的挤出，获得建筑参数化模型，以此参数化模型构建第一样本数据集；
[0020]基于第一建筑基线与第一建筑高度，根据输入的层高，求区域内建筑面积总和，计算区域内建筑容积率，以建筑容积率构建第一样本指标集。
[0021]进一步的，所述基于第一样本数据集的建筑数量，构建样本控制集，具体包括：
[0022]基于第一样本数据集的建筑数量，构造长度为建筑数量、范围为0或1的第一数列；
[0023]基于第一样本数据集的建筑数量，构造长度为建筑数量、范围为输入的高度范围的第二数列；
[0024]基于第一样本数据集的建筑数量，构造长度为建筑数量、范围为输入的偏移范围的第三数列；
[0025]联合第一数列、第二数列、第三数列构成样本控制集。
[0026]进一步的，所述以样本控制集对第一样本数据集进行进一步处理，构建第二样本数据集，具体包括：
[0027]以样本控制集中第一数列对第一样本数据集中的建筑进行筛选，以0表示排除，以1表示保留，形成更新后建筑基线数据集，作为第二建筑基线数据集；
[0028]以样本控制集中第一数列对样本控制集中的第二数列进行筛选，以0表示排除，以1表示保留，形成更新后建筑高度数据集，作为第二建筑高度数据集；
[0029]以样本控制集中第一数列对样本控制集中的第三数列进行筛选，以0表示排除，以1表示保留，形成更新后建筑偏移距离数据集；
[0030]以更新后建筑偏移距离数据集对第二建筑基线数据集进行对应距离的偏移，形成第三建筑基线数据集；
[0031]以第三建筑基线数据集及对应的第二建筑高度数据集，进行体块的挤出，形成第二样本数据集。
[0032]进一步的，所述对第二样本数据集进行计算，得到建筑空间环境评价相关指标，结合第一样本指标集，生成第二样本指标集，具体包括：
[0033]将区域内建筑面积总和减去建筑占地面积、道路面积，得到空地面积，求空地面积与区域内建筑面积总和之间的比值，得到建筑空地率；
[0034]根据区域内建筑高度和平均建筑高度，计算建筑高度标准差；
[0035]选取区域内部道路交汇点作为观察原点，以众多原点建立与道路垂直的截平面，
计算与截平面相交的两侧平均高度与截面宽度之比，取平均值作为街道高宽比；
[0036]根据观察原点，计算各点天空不受遮挡的部份与整体天空半球面积之比，取平均值作为天空可视度；
[0037]以建筑高度除以设定层高得到区域内各个建筑层数，以建筑层数乘以对应底面积获得建筑总面积，对建筑总面积进行求和，除以建筑用地面积得到建筑容积率，将该建筑容积率与第一样本指标集的建筑容积率相减的绝对值作为容积率偏差指标；
[0038]计算能被风直接吹拂的建筑空间，对不同高度截面上的风影区进行计算后取平均占比，作为夏季风风影区面积比例；
[0039]联合建筑空地率、建筑高度标准差、街道高宽比、天空可视度、容积率偏差和夏季风风影区面积比例，形成第二样本指标集。
[0040]进一步的，所述联合样本控制集、第二样本数据集、第二样本指标集进行遗传算法优化，形成最终优化结果数据集，具体包括：
[0041]将样本控制集接入Wallacei X运算器中，在达到设定的遗传代数前，根据第二样本数据集，生成不同的第二样本数据集，以更新后的第二样本数据集计算相应的第二样本指标集，以第二样本指标集为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种城市空间建筑形体优化方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标区域内的地理信息数据，进行参数化建模后构建第一样本数据集及第一样本指标集，所述地理信息数据包括道路边线、道路中心线、建筑高度、建筑基线和建筑用地范围线；基于第一样本数据集的建筑数量，构建样本控制集；以样本控制集对第一样本数据集进行进一步处理，构建第二样本数据集；对第二样本数据集进行计算，并调用第一样本指标集，得到建筑空间环境评价相关指标，生成第二样本指标集；联合样本控制集、第二样本数据集、第二样本指标集进行遗传算法优化，形成最终优化结果数据集；对遗传优化过程与最终优化结果数据集进行可视化展示。2.根据权利要求1所述的城市空间建筑形体优化方法，其特征在于，所述获取目标区域内的地理信息数据，进行参数化建模后构建第一样本数据集及第一样本指标集，具体包括：基于城市基础地理信息数据，导出对应区域内的道路边线、道路中心线、建筑高度、建筑基线、建筑用地范围线，并以不同图层进行区分标注；将导出的建筑高度和建筑基线分别作为第一建筑高度和第一建筑基线，基于第一建筑高度信息，对第一建筑基线进行对应第一建筑高度的挤出，获得建筑参数化模型，以此参数化模型构建第一样本数据集；基于第一建筑基线与第一建筑高度，根据输入的层高，求区域内建筑面积总和，计算区域内建筑容积率，以建筑容积率构建第一样本指标集。3.根据权利要求1所述的城市空间建筑形体优化方法，其特征在于，所述基于第一样本数据集的建筑数量，构建样本控制集，具体包括：基于第一样本数据集的建筑数量，构造长度为建筑数量、范围为0或1的第一数列；基于第一样本数据集的建筑数量，构造长度为建筑数量、范围为输入的高度范围的第二数列；基于第一样本数据集的建筑数量，构造长度为建筑数量、范围为输入的偏移范围的第三数列；联合第一数列、第二数列、第三数列构成样本控制集。4.根据权利要求3所述的城市空间建筑形体优化方法，其特征在于，所述以样本控制集对第一样本数据集进行进一步处理，构建第二样本数据集，具体包括：以样本控制集中第一数列对第一样本数据集中的建筑进行筛选，以0表示排除，以1表示保留，形成更新后建筑基线数据集，作为第二建筑基线数据集；以样本控制集中第一数列对样本控制集中的第二数列进行筛选，以0表示排除，以1表示保留，形成更新后建筑高度数据集，作为第二建筑高度数据集；以样本控制集中第一数列对样本控制集中的第三数列进行筛选，以0表示排除，以1表示保留，形成更新后建筑偏移距离数据集；以更新后建筑偏移距离数据集对第二建筑基线数据集进行对应距离的偏移，形成第三建筑基线数据集；以第三建筑基线数据集及对应的第二建筑高度数据集，进行体块的挤出，形成第二样
本数据集。5.根据权利要求1所述的城市空间建筑形体优化方法，其特征在于，所述对第二样本数据集进行计算，得到建筑空间环境评价相关指标，结合第一样本指标集，生成第二样本指标集，具体包括：将区...
【专利技术属性】
技术研发人员：马昊，闫甲祺，魏宗财，陈然，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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