近期,我所与武汉大学、杜克大学等国内外科研机构合作,在城市建筑功能制图与建成环境研究领域取得重要进展。相关成果以“中国主要城市楼栋尺度建筑功能制图揭示了建成环境的不均衡性(Satellite mapping of every building’s function in urban China reveals deep built environment disparities)” 为题,于2026年2月16日在线发表在《自然-通讯》(Nature Communications),论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-69589-5。
城市是人类生产与生活活动最重要的空间载体,城市建成环境研究事关居民的生活幸福感,是城市地理学国际研究前沿。长期以来,建成环境研究主要集中于街区尺度,细粒度的研究能够更准确地揭示建成环境的空间分布规律。开展细粒度建成环境研究的必要前提是识别每一栋建筑的社会功能。然而,受限于高分辨率标签匮乏的限制,将城市建筑功能制图推进至楼栋尺度,仍是一项具有挑战性的任务。
针对这一问题,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。相关制图成果已同步发布在数据共享网站:https://doi.org/10.5281/zenodo.17844789。

图1:基于多模态遥感数据的城市单栋建筑功能识别结果(以北京市为例)

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地图

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 1 米分辨率可达性地图(以医疗设施为例)
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体系及空间分布结果。(a) 维度一: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) 维度二: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) 维度三:配套设施丰富度,反映建成环境的配套设施多样性和充足性。
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,为优化城市资源优化配置、提升配套设施水平、推进区域协调发展提供了科学支撑。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-69589-5
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