NatureCities|全球城市结构增长呈现出从

Nature Cities | 全球城市结构增长呈现出从扩张到建设的深刻转变 我们提出了一项新的研究，研究了过去三十年全球城市建筑3D增长的动态变化。通过结合来自多个空间传感器的1,550多个城市的数据库——包括三个散射计的数据和基于Landsat数据派生的定居点建筑比例——我们发现从1990年代到2010年代，城市扩张方式发生了深刻的变化。城市既有建筑分数覆盖的增加，也有微波后向散射的增加（与建筑体积相关），但在这三个十年中，大多数地区和大城市的建筑分数增长率有所下降，而几乎所有地区和城市的后向散射增长率却有所上升。这些指标增长率的分歧表明，城市扩张从横向转向了更垂直的城市发展。这种转变在不同的十年和不同程度上发生在世界各地的城市中。亚洲城市的增长率增加最大。向垂直发展的转变对材料和能源使用、当地气候和城市生活有着深远的影响。 城市建成环境通过三种过程增长，所有这些过程都会增加建筑体积：‘横向扩散’，即现有的非城市土地转变为城市地区；‘填充’，即在空置的城市土地上建造；以及‘垂直增长’，即矮建筑被更高的建筑所取代。三维（3D）城市结构——土地使用、交通系统和建筑基础设施的模式和空间布局——影响温室气体排放、材料需求和城市气候。然而，尽管城市3D结构对局部到全球环境有影响，但关于全球城市地区垂直维度如何在过去几十年中增长和演变的科学理解或一致的经验证据却很少。这项研究填补了这一知识空白。 城市化的两种最广为人接受的理论是冯·杜能的土地利用模型和伯吉斯的同心圆区域模型。尽管冯·杜能的模型侧重于农业土地利用，伯吉斯的模型侧重于城市土地利用和社会结构，但它们在概念上非常相似：土地利用的强度从核心向外辐射，取决于交通成本和可达性以及社会经济地位。然而，城市化作为城市或基础设施发展的过程却没有得到充分的理论化。这项工作首次表明，存在一个城市建设过程（或基础设施发展过程），它经历了与经济发展相对应的不同阶段。伯吉斯的模型没有涉及建筑结构——它侧重于社会结构。通过结合分布在世界各地不同地理区域的多个城市的数据，我们展示了这一城市建设过程既普遍适用于各地区，又具有以特定顺序发生的不同阶段。