空间数据结构范文（精选12篇）
空间数据结构 第1篇
伴随着我国经济持续三十年的快速增长,环境问题已经成为越来越突出的矛盾,其中各类垃圾处理、污染土壤修复等环保类工程量越来越大。鉴于垃圾处理及土壤修复过程中产生的二次污染问题,迫切需要一种全新的建筑结构以满足环境工艺要求,归纳起来此类建筑结构应具备四个特点:①大跨度;②全封闭;③易拆装;④造价低。
现阶段此类建筑物主要采用的结构形式为:①充气膜结构(见图1);②轻型钢结构(见图2)。这两种结构体系均基于建筑物为永久性结构物进行设计,因而也不考虑建筑物的可拆装性能,由此导致此类建筑物造价过高、可移动性差,同时这两类结构形式也很难适应超大跨度要求。
综合分析传统大跨度结构,要同时满足上述四种要求难度很大,因此在借鉴航空航天领域大型浮空器的基础上(见图3),提出了一种全新的空间结构形式——大跨度空间悬浮结构(见图4)。
大跨度空间悬浮结构是在封闭结构体内部充满密度低于空气的轻型气体,依靠轻型气体产生的浮力抵消结构自重,使主体结构在零弯矩或微反向弯矩下工作,从而实现超大跨度结构和超大密闭空间。
2 空间悬浮结构模型试验
空间悬浮结构是一种全新的结构体系,对于这种结构体系如何构建缺乏最基础的感性认识,因此需要从模型试验角度进行系列探索性研究。
2.1 模型试验设计
模型试验定位于探索性模型试验,因此在试验设计时主要考虑两个阶段试验,第一阶段进行结构构件层次试验;第二阶段进行结构体系试验。构件层次试验主要解决三方面的基础问题:①材料选取;②制作工艺;③基本性能。结构体系试验主要解决两方面的问题:①结构成形可行性;②结构体系基本力学性能。
首先进行空间悬浮结构构件层次试验,设计完成基本构件形式——单囊体构件。囊体采用圆柱形,两端半球形。选定囊体直径为2m,长10m,其中直筒段为8m,内充轻型气体(见图5)。
下部围护结构与单囊体构件直接相连,围护结构重力荷载由单囊体构件自身的上浮力提供,水平荷载传至地面锚固系统(见图6,7)。
作为基本构件形式的单囊体有两种用途:一种是作为水平构件即梁或板使用,另一种是作为竖向构件即柱或墙使用,因此对单囊体作为竖向构件的力学性能也进行了测试,如图8所示。四根单囊体充满不同比例的空气与轻型气体的混合气体,竖向放置作为竖向受力构件。通过风力荷载作用下可以发现,单囊体作为竖向构件使用是可行的,同时由于囊体上浮力的存在,在大风作用下其水平晃动幅度和次数均大幅减小,力学性能优于普通充气柱。
2.2 模型试验结论
通过第一阶段空间悬浮结构构件层次模型试验可以看出,单囊体作为基本受力构件是成立的,其自身强度和提供的上浮力能够满足临时结构使用要求。经过适当布置的单囊体既可以作为水平构件使用,也可以作为竖向构件使用。
3 空间悬浮结构体系
第二阶段模型试验围绕结构体系为目标进行,考虑未来试验工程的净空及围护要求,设计了满足环保工艺要求的空间悬浮结构体系,首先进行单囊体即10m跨度结构体系试验,然后再进行多囊体跨度即35m跨度结构体系试验。
3.1 10m跨度空间悬浮结构体系
根据未来试验工程的工艺要求,设计了跨度为10m、净空为12m的单囊体跨度模型(见图9)。在综合考虑下部围护结构重力荷载和结构体系抵抗水平荷载能力的情况下,采用了双囊体和三囊体的两套方案进行比较,试验结果表明三囊体布置并没有显著改善体系抵抗水平荷载的能力,因此最终采用双气囊方案对结构体系的基本力学性能进行检验。
3.2 35m跨度空间悬浮结构体系
在完成10m跨度模型试验后,按照未来试验工程厂房设想,设计完成一个跨度35m、净空12m单向双榀空间悬浮结构体系,立柱和横梁均采用单气囊构件。其成形过程如图10所示。
该结构模型经历了两周左右的风吹日晒、大风暴雨,结构形体基本保持原状,表现出了良好的自恢复及力学性能。
3.3 设想中的大跨度空间悬浮结构体系
完成10 m跨度及35m跨度空间悬浮结构体系试验后,探索性模型试验基本结束。根据模型试验中该结构体系表现出的基本力学性能,设想出若干不同的大跨度空间悬浮结构体系,图11为设想中的一类大跨度空间悬浮结构体系。该体系最基础的构件是单囊体,通过单囊体或多囊体的组合,水平使用作为结构体系的梁和板,竖向使用作为结构体系的柱和墙,与其他轻型材料形成密闭超大空间,能够满足不同跨度、不同空间高度的工程要求。
4 结语
本文通过系列模型试验对大跨度空间悬浮结构进行了探索性研究,基于试验结论提出了大跨度空间悬浮结构体系。尽管该结构体系尚处于构想阶段,前期完成的探索性试验也仅仅证明了该体系的可行性,存在大量亟待解决的理论和实践难题,但与传统结构体系相比,空间悬浮结构已经显示出巨大的优势,不仅可以大幅降低建设成本,而且可以成倍提高建设速度,可以预见在不久的将来空间悬浮结构必将在包括环保类大型场地的临时隔离和围护、抗震救灾时临时用房、飞行器临时机库、军事伪装设施建筑等领域得到广泛应用。
摘要：为满足不同工程领域对空间结构跨度、净空及拆装方便性、经济性的新要求,借鉴大型飞艇和浮空器受力原理,提出一种新型结构体系——大跨度空间悬浮结构。通过系列探索性模型试验,对空间悬浮结构的制作及安装等过程进行探索,对空间悬浮结构成形过程和力学性能进行了检验。模型试验结果 表明,大跨度空间悬浮结构是一种具有发展前景的新型空间结构体系,本文成果可作为大跨度空间悬浮结构研究的基础和借鉴。
关键词：空间结构,空间悬浮结构,模型试验
参考文献
群落的空间结构 第2篇
1、平均分布平均型分布，指种群在空间按一定间距平均分布诞生的空间格局。
2、随机分布
随机型分布，是指中每一个体在种群领域中各个点上呈现的机会是相等的`，并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。
3、集群分布，是最常见的内分布型。
群落结构形成原因及意义
(1)原因：群落中，各个种群分别占领不同的空间;是在长期自然筛选基础上形成的对环境的适应。
大数据下的空间数据挖掘思考 第3篇
关键词：大数据时代；空间数据挖掘；发展趋势
中图分类号：TP311.13
随空间信息的概念进入公众视野、成为研究人员的探讨议题后，部分专家便预测了空间数据挖掘的必然出现，由于大数据时代对于数据的特殊要求及属性定位，势必会带动一股对于数据整合手段的讨论热潮，而空间数据挖掘技术随之应运而生。从简单的同类事件各类型数据的对比提炼，到各类型事件多样化数据的收集、整合，空间数据挖掘技术较数据挖掘技术的提升空间巨大。
1 论文议题概念与意义
随各类型资料、信息的聚集量逐渐扩大，信息整合技术手段层出不穷，可以说，我们当下生活的环境已进入大数据时代。各类型事件、各类型组织、各类型研究议题均无法脱离大数据时代的长远影响。大数据时代已经开启便注定其今后的主导地位。而空间数据挖掘则是大数据时代的主要代表思想，从其概念看，空间数据挖掘指的是将存在于空间领域、表面看毫无规律、内在联系不明显的隐含数据信息运用相关特征及模型建立手段进行提炼的过程。其操作过程包含数据的准备过程、选择过程、预处理过程、缩减过程、变换过程、配套研发过程等多个环节，每一环节都紧密相扣。就已有空间数据挖掘研究现状看，较成熟的空间数据挖掘手段包括概率论、空间分析、统计分析、归纳学习、空间关联、聚类分析、神经网络、决策树、粗集、趋势探测、云理论、遗传算法、可视化处理等等类型。大数据时代的空间数据挖掘技术研究所经历的发展历程呈现初步提升、类型多元化变换的良性趋势。
对于空间数据挖掘技术，人们由最初的简单数据提取逐步演化为如今对技术手段的不断优化，可以说，大数据时代的社会轮廓愈发清晰明朗。大数据时代的空间挖掘技术也逐渐从专业领域研究人员所用手段逐步变为日常生活中经常出现的行为模式。从政府执政参考、学校教学手段提升、专业领域研究、到社会现象规律探究，各行各业随处可见大数据空间数据挖掘思想的影子。或许人们在操作过程中并不确定其手段的数据挖掘属性，然而大数据时代的空间数据挖掘思想就这样的逐步渗透到我们的生活中。
本文议题设定原则在于协助人们明确自身所处社会时代的大数据特性，以前人思想分析为基础，明晰空间数据挖掘思想对人们日常生活的重大影响及其优势。
2 空间数据挖掘的特点及应用范围
信息时代必然的结果是巨大数量级的各样信息的逐渐积累，无章可循的大量信息无法给人提供有效信息及功能，那么我们可以称之为垃圾信息。倘若没有空间数据挖掘作用，那么我们周围的所有信息将以杂乱无章的混乱形式充填，加之空间信息的增长速度极快，根据领域个性化要求进行的空间数据挖掘技术的出现十分必要。
2.1 空间数据挖掘的特点归纳。空间数据由于其区别于普通数据的多样性及复杂性，注定了空间数据挖掘手段具备一定特殊属性。在查阅相关资料后笔者发现空间数据挖掘的特点可以从其本身特性及应用特性两方面予以概括。
（1）数据来源多样且丰富、数据数量级庞大、数据类型众多、数据呈现形式表面看非常复杂；（2）所依托手段水平较高，常常借助空间搜索引擎使用机制对復杂空间数据予以组织。由于空间数据挖掘技术的定位较此前大数据环境下的简单数据整合、聚类而言有很大提升，所涉及的相关技术手段的水平自然而然随之提升；（3）空间数据挖掘手段类别多样，对于不同领域要求有不同属性表现。由于应用范围多样且复杂，空间数据挖掘手段的类型也随之发生不同变化，每一类空间数据挖掘技术都依据所负责的领域研究内容而在侧重点上有所不同；（4）空间数据挖掘原则为多尺度、多维度并行分析。面对现代社会日趋多元化、复杂化、空间化的数据信息整合需求，空间数据挖掘手段虽然各自存在不同，但其发展趋势方向为多领域并行分析。原因在于各类型领域的共同性注定了今后信息整合的归一性。
2.2 空间数据挖掘的技术支撑。目前国际上公认的具有代表性的空间数据挖掘技术支持系统包括Descartes、GeoMiner、ArcViewGIS的S_plus接口数据库系统。这三种SDM系统在不断的实践应用过程中均表现出令人满意的可视化地图与DM之间的结合能力。可以提供根据用户数据需求的多样聚类、数据信息分类等挖掘形式。Descartes作为专门的空间数据可视化技术，其工作原则为与DM工具Kepler两者联合在一起。而GeoMiner系统相对庞大，在实际运用过程中会对空间数据信息平台的资源配置要求过高，也可能会造成一定程度的资源浪费。而较为常用的GIS系统在应用过程中同样存在一定缺陷，虽然其技术本质为解释性语言的一种，但其功能性上较C语言而言较慢，也就是说，GIS系统较难实现对相对量多的数据库的挖掘。
以GIS中数据挖掘的过程，帮助理解空间数据挖掘的技术方案。首先，根据一定的主题要求及背景知识，从现有的空间数据中提取数据进行分析、处理。其次，选择合适的算法，确定参数。得出挖掘数据后对其进行评价，再以用户能够全面理解的方式呈现给用户。
2.3 空间数据挖掘的应用领域。正如前文所说，空间数据挖掘的涉及领域范围极广，对人们工作、生活、学者研究乃至国家政策都有潜移默化的影响，其优势已被国际认可。就目前空间数据挖掘的发展现状看，其应用领域包括国家国防建设及安全筹划、人们日常生活及身体健康、气候变化及天气预测、地质勘探及环境调研、地震预防及突发性事件应对规律等。近几年来被热议的智慧城市、智慧地球等新兴理念也同样受到空间数据挖掘的影响。
天文学、地质学、灾害学等领域需要依托以往经验、规律进行有效预测、算法设置、要点归纳，而大数据时代下的空间数据挖掘思想恰恰迎合了这种需求，值得注意的是，空间数据挖掘技术在危机管理及危机预警行业的应用频繁、效用显著。由此可以推测，今后空间数据挖掘技术在经验探究、规律总结类研究领域的应用比重将会更大。
3 空间数据挖掘的应用趋势及发展预测
分析大数据下的空间数据挖掘现状笔者发现，就目前社会市场环境下的应用需要，空间数据的所有特征并未被人们完整地注意到，某些待开发领域特征的存在注定了空间数据挖掘技术的深入研发远景。比如，对于多来源的空间数据的预处理技术水平尚不能完全满足各行业、各类型组织的应用需求，对于空间数据的种类划分及对应技术方法的研讨仍在进行。
而今互联网的迅猛发展也为空间数据挖掘技术的前行助力，空间上必然存在的信息属性不确定性逼迫着空间数据挖掘者们持续进步。在分析空间数据挖掘思想的特征、目标、现状的基础上，笔者认为，空间数据挖掘今后的发展方向必然是各类型、领域、行业的专业化空间数据整合技术的研发，其目标在于协助人类更直观、多角度、完整地认知世界、环境及社会，帮助人们提升自身面对知识的有效提取能力。可以说，大数据时代下的空间数据挖掘技术的核心发展目标在于更好的服务于人类社会的发展。
4 结束语
虽然已有空间数据挖掘技术水平基本满足现有信息结构化处理需求，但随各领域研发进度的深入、多样化，已有的空间数据挖掘技术的不断强化、提升成为大数据时代下的空间数据挖掘技术的必然发展趋势。从技术及理论方法两方面，完成实践与理论的双向完善，成为各领域专家、研究人员今后的工作重点。
参考文献：
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空间数据结构 第4篇
日本当代著名建筑师芦原义信对城镇空间结构总结出两种模式, 一种是“从边界向内建立向心秩序的城市”, 另一种是“没有意识到边界而向外离心的不规则扩展城市”。而中国的传统民居聚落大部分表现出第三种模式, 即“有意识边界由内向外离心的规则扩展”, 其空间结构的主要特点:自然围合界定古镇空间边界, 宗祠广场构建古镇空间核心, 宗教礼法催生古镇空间秩序。
1.1 自然围合界定古镇空间扩展边界
山水是古镇选址的首要条件, 古镇周边自然地形通常呈现围合态势, 依山面水的空间格局等同于聚落构筑自然分界线。通过山水围合, 构筑天然的防护屏障, 促进古镇与自然的联系, 提供居民生活和生产的空间与用地, 并以此划定村镇空间扩展的边界。
1.2 宗教礼法催生古镇空间秩序
等级与聚集是宗族礼法的内在特征, 在传统空间聚落上体现为空间组合的层次性、秩序性以及向心性。一般传统村镇由多个不同宗族组成, 不同宗族建构的空间体系呈平行关系;而由单一宗族组成的空间体系则根据血缘关系分成若干空间等级, 按照一定的空间组合形成相对稳定的空间整体。
1.3“等级与统一”建构古镇空间秩序
不同层次空间之间过渡与衔接是空间整体性的重要抓手, 特别在不同层级空间核心区的衔接, 一定程度上体现出空间秩序。“统一与转换”是传统村镇空间组合的两种主要形式。统一性是传统村镇空间组合的基本特征, 从镇区整体空间形态到民居建筑的空间布局, 对称的手法贯穿于每个层次空间组织的全过程, 体现“统一—平衡”的空间秩序;转换是空间组合的重要方式, 通过起、转、落等多种转换手法, 不同层次空间得以完美过渡, 空间聚落融合成系统的整体, 实现“等级—统一”的空间转换。
2 古镇空间结构构成要素
按照空间的构成可分为“中心—基质—交通”三个要素。
2.1 核心——宗祠广场
“核心”具有集聚和扩散的功能, 各种文化元素融合其中, 形成统一整体, 所以“核心区”不仅是经济活动的场所, 也是地域文化表达的重要平台。核心区空间包括宗祠、广场、庙宇。镇区级的核心主要作为镇级祭祀场所, 等级上应是最高的;村庄级核心区主要是支祠所在地, 为该宗族支系祭祀、婚宴嫁娶等活动的重要场所。每个层级空间都有一个或多个核心, 即“节点空间”, 镇区空间结构表现为由结点空间和文化实体建筑控制相连接的网络结构。
2.2 基质——居住院落
一般而言, 古镇空间按照规模等级划分为“镇区空间—村空间—合院—民居院落”等四个层次。居住院落是传统古镇空间构成的最基本单元。传统民居院落按照轴线对称的布局形式, 构建一个封闭的、内向型的空间形态。院落按主人的地位和财富, 沿着主轴线布置多进的合院, 进数体现地位。内向封闭的居住院落并联排列, 组合而成有序层次鲜明的空间秩序。
2.3 交通——街巷水系
古镇街巷、水网是一个网状立体交通的体系。街巷水网将古镇各级空间连成一片, 形成古镇的骨架, 是空间结构的重要组成要素。由于空间存在等级序列, 街巷水网交通同样隐含着空间的序列特征。其空间等级序列可以确定为:商业街—普通街道—河道—巷。商业街和主河道决定古镇的形态走势;河道结合街道, 突出了交通空间的线形特征;街道是镇村空间划分的界限, 巷弄则进一步细分村空间, 把居住院落连成街坊。
3“等级与统一”空间秩序的形成机制
3.1“家国同构”是“等级与统一”空间秩序构成的主导因素
“家国同构”是我国古代独特的政治模式, 其主要特点是以家族为国家的基本组成单位, 血缘是基本依托, 礼法是结合规范。从某种意义上讲, 同构意味统一, 无论在社会、经济还是政治的层面, 国与家都应有统一的表现形式, 空间作为人类活动的容器同样遵循“统一”的原则。此外, 以“忠孝”为主导的礼法制度制定了“君臣、父子”的等级关系, 作为空间秩序的重要表现形式和组织原则得以体现与落实。所以, “等级与统一”的空间秩序源于封建的宗法制度, 并作为指导思想贯穿于古镇空间的各个层次。
3.2 等级空间是空间异质性的主要表现形式
一般而言, 古镇空间按照社会构成通常分成两类: (1) 单一血缘的空间体系; (2) 多血缘的空间体系。单一血缘的空间体系根据宗族血缘脉络划分成镇区空间—村空间—合院—民居院落四个层次。镇与村中心都布设宗祠和广场, 以主祠和支祠为等级区分, 形成不同等级的核心;作为空间基质的合院与民居院落则以大小、方位、色彩、建筑形制以及内部装饰规范空间的等级。
3.3 空间对称性是空间“统一”秩序的重要抓手
受到“天人合一”哲学思想以及传统美学观的影响, 对称的手法常见于传统建筑, 在聚落空间布局中也屡见不鲜。古镇各层次空间运用对称的形制建构空间秩序。微观层面, 民居建筑院落、宗祠建筑、庙宇等采用中轴对称布局, 而且在朝向、格局、色彩上都有统一的规制;宏观层面, 镇区的轴线对称布局同样对称的美学理念。秩序的形成重要在古镇各等级层次制定同构的机制。
3.4 空间转换是“等级”向“统一”秩序过渡的主要手段
所谓“统一性”, 是指内在的连贯性。空间结构的组成部分受一套内在规律的支配, 这套规律决定着结构及其各部分的性质。统一性是中国传统文化的重要特征, 也是空间秩序的最终表征。等级秩序在空间上呈现非均衡性状态, 需要进行空间再组合, 进而构建平衡的空间形态。空间再组合在不同地域有不同的模式, 具有多样性特征。古镇空间再组合充分利用水系、山体、街巷、建筑、植物等空间因子, 通过点—线—面的空间衔接, 实现等级空间秩序向统一空间秩序的转换。
4 案例分析
福州片是以福州为中心的闽江中下游流域。该区域河流水系纵横, 沿岸分布的传统村镇历经千百年的演化, 形成协调自然环境和社会结构的传统聚落。本文以福州地区古镇为研究对象, 探究空间秩序肌理及表现形式。
4.1 尚干古镇概况
尚干地处福州南部, 距福州市中心22km。古镇因南宋林氏始祖林津龙迁居而得名, 距今有900多年历史。镇区位于乌龙江支流陶江的西侧, 西为百六峰 (五虎山支脉的终点) , 东南北三面陶江水环绕, 构成了天然的山环水抱的风水格局, 是理想的居住场所。全镇面积约5km2, 辖12个行政村、1个居委会, 总人口1.6万人, 其中林姓人口占98% (见图1) 。
4.2“统一”空间秩序构建
4.2.1“建塔补形”促进自然与人工环境的和谐统一
传统村镇注重人工环境与自然环境的和谐统一。对于因自然环境造成古镇整体空间形势缺陷, 古人通常采用“造景”以弥补形势, 达到空间形态平衡的目的。由于西面的五虎山形势上过于险峻, 而镇区内的塔林山形不够挺拔, 不能形成与五虎山相呼应的空间态势, 造成镇区与周边环境不相协调。为解决这种矛盾, 古镇在塔林山建“庵塔”补形, 使古镇与五虎山空间平衡关系得以重构。“建塔补形”实现山、水和人造景观的精妙结合, 不仅构建了自然环境与人工环境统一空间秩序, 也丰富了古镇的空间景观。
4.2.2 对称格局实现镇区整体空间的平衡统一
对称的手法贯穿尚干古镇各级空间。镇区设置的一条沿西向东的主街道作为发展轴线, 以此构建宏观层面的对称格局;村庄以街巷为轴实现村级空间对称扩展;民居建筑空间采用轴线对称手法, 组建严谨对称、主次分明的建筑群群落。通过对称手法的运用, 古镇空间得以实现“异质同构”, 空间统一秩序得以建构。
4.3“等级“空间秩序形成
4.3.1 社会结构特征决定空间秩序
尚干镇区空间聚落属于单血缘空间体系。据《族谱》分析, 林氏宗族的构成有三个分支, 每个分支派生出四个支头, 共计12个支派。镇区则按12个支脉划分出12个空间领域——村, 村由数十、上百的独立民居聚集而成, 形成了“镇—村落—合院—民居建筑”多层次的空间体系。每个层级空间都有一个或多个核心, 即结点空间, 尚干镇区空间秩序表现为由结点空间和文化实体建筑控制和连接的, 具有等级秩序特征的空间网络结构。
4.3.2 街巷水系划分空间等级
尚干古镇水网、街巷纵横, 镇区空间秩序随其结构的演化而逐渐形成。结合尚干古镇的现状形态, 交通空间等级秩序可以确定为:主街道—普通街道—河道—巷。主街道和主河道确定了古镇的形态走势;河道结合街道, 突出了交通空间的线形特征;街道将古镇更进一步划分细小地块, 使线空间和块空间紧密结合;巷弄是街道的延伸, 分布到各个街坊之内, 线形空间与地块内的空间融合, 成为街坊的一部分。
4.4 核心区凸显空间等级秩序
4.4.1 镇中心
尚干古镇通过宗祠强调宗法氏族观念, 宗祠是整个聚居区的中心, 它是全镇林氏家族进行文化教育、社交活动和祭祀等公共活动的主要场所。宗祠建筑是三进木构建筑, 内设两个天井;建筑座北朝南, 前有大广场, 整个宗祠对称布局, 严肃庄严。宗祠、广场成为镇区空间层次的核心 (见图2) 。
4.4.2 村中心
尚干镇区有12个村落, 每个村落都有一个连接陶江的港湾和一座庙宇。庙宇建在港湾的尽头, 且庙宇旁必有百年大榕树。各村有着不同的图腾, 如龙、狮子或老虎, 每个庙宇供奉着不同的神, 这里的村民把庙宇中的神看作生命和吉祥的象征加以崇拜和保护, 庙宇四周都配置木凳, 有时可搭戏台, 构成了村民从事庆祝活动、民间宗教和休闲娱乐的公共活动场所。庙宇、榕树和港湾形成了村落空间层次的结构核心 (见图3) 。
4.4.3 居住中心
每个村又分成多个族群, 每个族群都由若干个院落群组成, 称“居住单元”。院落间的庭院、井台、埕或祖屋等空间节点, 往往成为本族人取水、聚会、社交及从事农业生产活动的地方。所以, 庭院、井台、埕和祖屋等建筑实体构成居住单元层次的空间核心 (见图4) 。
4.5 空间转换实现“等级”向“统一”的过渡
尚干古镇利用宗祠广场、街道、河道、巷道、结点等连续性的实体标志物, 创造性地应用“起—转—合”的转换手法, 实现空间“等级”秩序向“统一”的过渡。
4.5.1 起——内外空间转换
一些传统村落周围, 如在村落外围种植风水林或建有标志性建筑, 作为划分村落与外界空间的分界线, 它对外封闭, 对内开放, 是村镇的屏障和门户。
4.5.2 转——镇村空间转换
尚干镇利用建筑、山体、河流、街道等空间元素实现镇村转换。如与镇入口相接的一个交通点, 通过镇级街道与主祠广场联系。街道沿线布局拱门、小广场、桥梁、河浦等空间节点, 每个节点都是连接村庄的重要入口。两个等级的空间转换, 不仅表现空间实体的变化, 也利用小入口—大广场—窄街道的空间尺寸转换, 突显空间等级的变换。
4.5.3 合——村村之间空间转换
村与村之间的界限主要利用山体、水系和街道进行划分。所以, 其空间转换通常位于界限的交合处, 如桥梁、广场、水塘、山体上等。以山水围合的尚干古镇灵活运用桥梁、码头、庵塔等建筑物区分村与村的空间, 并以此为村庄共同场所, 为村庄居民创建经济、社会与文化活动的合体空间。
5 结语
“等级与统一”根植于中国人的传统观念中, 对古代村镇建设影响深远。传统村镇不仅诠释人与自然的“统一”关系, 也体现传统社会结构“等级”秩序。■
摘要：本文分析传统古镇空间结构特点与构成要素, 归纳古镇空间秩序的两种模式:等级与统一, 提出“家国同构”的宗法礼教制度是构成“等级与统一”秩序主要因素, 诠释“等级和统一”秩序共构“异质同构”的空间机制, 探究两种秩序相互转换的技术路径, 并选取典型单血缘空间体系——福建省福州地区尚干古镇为例开展实证研究。
关键词：空间结构,等级,统一,空间秩序,家国同构,异质同构
参考文献
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城市空间结构复习教案 第5篇
三、复习重点
1.城市区位选择的影响因素。?
2.城市土地利用类型及其分布特点。?
3.城市功能分区和空间结构。?
4.中心地服务范围的特点及其商品等级和服务等级的关系。
四、教具准备 课件、投影仪。
五、课时安排 2课时
六、教法 教师引领，小组活动
教学过程
一、 投影本节学习目标。
二、复习教材，掌握基础
(一) 学生通读教材内容，温习基本知识后回答：(10分钟)
1.区位与城市区位的概念
2.城市的`自然地理区位与城市的经济地理区位概念并举例。
3.从城市职能来看，城市的类型(幻灯片巩固练习)
4.城市的土地利用类型有哪些?最基本的是-----用地、----用地、---用地。分布特征是：
5.城市功能分区类别及影响因素
6.西方城市结构学说及其内容
7.中心商务区特征
8.中心地，服务范围，门槛
(二)基础训练1―10题(10分钟)(幻灯片)
(三)高考链接(幻灯片)(8分钟)
右下图是某城市从市中心到远郊的土地利用空间结构示意图。
在地价变化曲线上，近郊区地价出现了两个峰值，根据城市功能分区理论模型推测该区可能建设了
①蔬菜种植基地 ②高新技术
开发区
③大学城 ④美术馆
A.①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
B
烟台模拟)读某地区城市分布及图中甲城市地租等值线示意图，完成3~4题。
3.关于图中城市的叙述，正确的
是
①共有三级城市等级体系
②甲城市服务范围比乙城市
广 ③二级城市数目比三级
城市数目多 ④乙、丙都是甲
城的卫星城，服务功能相同
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
4.关于图中甲城市地租值大小
的描述，正确的是()
①a
b
A.①②B.②③
C.③④D.①④
作业布置 ：课时作业15
做你家的空间结构大师 第6篇
当灯光将笼子的轮廓投射到墙上。会是在哪个空间?
梦境中的灯光与音乐
电影里每一层梦境的穿越，都以音乐为集结的信号。而事实上，光源与声音，永远能让设计更加生动迷人：艺术画框里的音响、造型活泼随性的灯管、笼子里的灯光……恍如梦境。
PIumen灯泡最独特的地方，在于它改变了传统单调的平行或螺旋式排列，拗起了造型——看到它就想到在空气中画圈的焰火棒，不过再牛的人也不能让焰火的生命延长，设计师却可以：看这造型独特的plumen灯泡，是不是很像焰火棒在空中划过留下的光痕?
与此同时，墙上的几何艺术图形画作正播放音乐；笼子里的光影放大。令人仿佛身处其中……不禁问自己，这是梦里的第几层?
意识“正在生长”
凳子向上长出靠背，变成椅子。再当它旁逸斜出一扶手，又成了扶手椅；横着长，就是长椅；往前长，便是安乐椅，甚至是一张床……是的，如果我们像这样亲眼看见家具的功能随着它的生长成熟而变化，也许就能发现更多新线索，甚至是“纯天然”的设计！那时，家具设计不是由人体需求而定，而是由它们“自长成材”。
摩天轮、大树、滑梯、过山车、巨型秋千……恣意生长的凳子们，如同《盗梦空间》里小女孩瞬间复刻的城市，意识的生长可以如此迅速而又盘根错节。这正是想象力的绮丽之所在……我们每个人都可以感同身受。
挑战重力定律
在《盗梦空间》里，作为片中重头戏之一的失重场景，有没有让你兴奋得辗转反侧、难以自拔，我们大概是没有机会一亲迪卡普里奥的芳泽了，但中国设计师徐五四的失重咖啡杯(zero Gmvity coffee cup)与日本工作室的“悬柜”，也能让我们小过一把瘾。
潇洒地45度站立，骄傲地嘲讽着物理定律……简直宛如独一无二的迈克尔·杰克逊的影子。
除了倾斜之外，还有什么场景仿佛克服了重力?
这一把椅腿单薄如细绳的木椅上，还能任人蹦跳?直径15mm，仅一根手指头粗的纤细椅腿，单薄脆弱的外形与其承载力竟出乎意料地不成比例！巧妙之处在于椅子内暗藏的“骨骼”——由手工刨制而成的木头组件包覆铝骨架，如此单纯的外形并非在追求结构上的“极简机能美”，而是想探究材料元素间彼此独立却又能融合为一体的形式。
空间错位的美感
Cobb跌进浴缸，他在上一层世界对水的感受被传递到下层的梦境里，产生了超现实的效果，整个日本宫殿被滔滔大水淹没——这是导演灵感与胆量的完美结合：特效组搭建了庞大的宫殿内部的场景，并把共计5000加仑的水储存在精心布置于场景各窗口处的26个水箱内，它们在机关驱动下按顺序被依次打开，“水漫金山”由此产生。
Nendo日本工作室带来了与之异曲同工的“空间穿越”：“黑色细线条”的椅子和衣架打算呈现一种存于平面空间的草图或象征书法的状态，轻微的黑色轮廓就像是空气中的画图痕迹，走近来看，却是极简的立体设计——轻易地破除了“正面”与“背面”的关系，在某个纬度上完成两维到三维的转变，以多面的、绵延形变的方式，使物体的形态在“组合”与“解构”之间进行交替衍变。
这一套“简到极致”的黑色金属作品，大概会让你的客人一次过足“空间穿越”的瘾。随心所欲的掌控力电影罩的Cobb挑战极限，誓要造出三层以假乱真的梦境来一个“完美犯罪”，他极大的思想掌控力，让人叹为观止，而他的造梦师同样出色：火雨街道、宾馆电梯、冰雪迷宫……个个真实得让进入者们忘了这只是梦境。所以，眼睛所看到的，并不能反映这个世界的真实——从这个角度出发，也许幽灵椅(TheGhost of a Chair)是最能体现这句话之玄妙的玩意儿了：来自设计师Valentina Glez Wolhets的创意，幽灵椅采用聚酯材料制作，模仿的是在椅子上罩一块布的形态——那
么，椅子到底在哪里呢?椅子其实就在那里，椅子其实又不在那里。
“鬼影波纹”(Phantom-waves)展现了另一种“掌控”的概念：利用光学原理，在每一个长方体形及圆柱形花瓶的四周，纵横交错安置好偏光膜，于是在曲线裁切之处便产生了迷人的波浪幻影，当花朵枝叶插入花瓶时，仿佛在穿透层层水面一般。
空间数据结构 第7篇
(一) 空间气质
空间气质受到文化的影响, 是指空间给人的感受, 这种感受并非第一感, 而是使用者长期使用之后各方面的因素综合起来的感觉, 是空间功能和空间表情的结合, 是人对于空间的最终的定位。空间表情不能决定空间气质。所以, 空间气质=空间功能+空间表情。
不仅如此, 空间气质的定位除了依据使用者的需求, 还要考虑周边环境。因为任何一个空间的产生必定会影响其他空间或者社会环境。
(二) 空间结构
空间结构是空间的构成形式, 结构是空间的骨架。对空间结构的观察应该是以时间为主的, 我们必须“游走”于其中才能体会其空间结构。空间结构给人的感觉应该是美的, 但是我们必须服从一般形式美的法则。对空间结构的分割方式和产生的审美效应在城市规划、建筑设计、室内设计、景观设计等诸多学科中是相通的。因为无论空间尺度大小, 其使用者都是人, 都是以人为基本模数来进行分割设计的, 这是设计以人为本的基础。
1. 对空间结构形式的探索
空间结构的发展是由简到繁的一个过程, 在其发展过程的探索中, 以西方建筑师为首展开了一系列的研究探索并取得了丰硕成果, 从而形成了许多的理论体系。但是在我国空间结构中有较高成就的是中国古代园林, 由于历史条件的原因, 园林的发展一直是滞后的, 直到现在我们仍然还能从古人的造园智慧中得到启示。
2. 空间结构给人的感受
由于空间结构的形式是多样的, 所以不同的空间结构给人的感受也不同。如果空间结构规整有序就给人感觉端庄严肃, 如果空间结构层次丰富, 变化自然就给人感觉活泼灵动。
(三) 装饰符号
“装饰符号”除了一定的代表意义以外, 顾名思义也有艺术美化的要求。装饰符号可以理解为一般意义上的装饰, 如:挂画, 雕塑, 钟表, 书法等等。但是到了现代, “光”“水泥”“玻璃”“钢材”形成的造型或空间构建也逐渐演变成为了装饰符号。这种装饰不在局限于单个物体装饰, 而是把装饰功能化了。
其实光也是一种装饰符号, 太阳光是大自然的符号, 所以当设计师大量的引用太阳光的时候, 我们感觉阳光亲切, 因为它代表了自然, 阳光既起到照明的功能, 有包含精神的寄托的双重属性。
1. 装饰符号功能与意义的探索
贝律铭为卢浮宫设计了一个十分贴切的“装饰符号”。这个水晶金字塔是地下建筑的入口, 是高度艺术化的大门, 一定要使用这样一个“大门”完全是为了地下建筑采光的功能需要而设计的, 并不是随意搬个金字塔作为入口。埃及金字塔是古代文明的象征, 而这个由玻璃和钢铁组成的“水晶金字塔”则是现代文明的象征, 它与背后的卢浮宫古建形成了协调和对比的艺术关系。所以装饰符号与空间结构一样, 首先要满足功能, 其次是符号的象征意义。
2. 装饰符号给人的感受
上文论述了“光”“水泥”“玻璃”“钢材”等材质形成的造型即可理解为现代的装饰符号, 装饰符号给人的感受由两方面决定, 一是造型, 二是材质颜色。传统的装饰符号都有固定的造型和材质颜色, 其形象已经在人们的意识中固定下来。但如果做一些材料颜色造型上的互换, 那么给人的感受就会发生变化, 例如用西方油画的方式来画佛像, 陶器用金属的材质表现, 装饰灯用一些很可爱的造型等等, 都会给人一种新鲜的感觉, 不过这些创新需要较高的艺术修养。
二、装饰符号与空间结构对空间气质的影响
(一) 以结构为主符号为辅作用于空间气质
安腾宗雄的光之教堂, 是典型的以空间结构为主, 通过空间结构来控制装饰符号———光。这样的空间结构方式是现代设计中的一大创举, 由不断变化的的光线, 产生出来的十字架造型深刻的印在人们的心中, 使人进入这个空间之后感觉与神之间有了平等的交流, 上帝好像变得越来越亲近。其实像明清家具也是一种装饰符号, 它们在室内空间的摆放受到了空间结构和意识形态的的制约, 家具的摆放要体现儒家思想的“礼”, 。室内结构也很简单, 以长方形为主, 家具摆放的次序性很强, 营造出来的空间的气质给人感觉是阶级、尊卑、次序, 但又不失亲切。
(二) 以符号为主结构为辅作用于空间气质
如一国外酒吧的设计, 是由一个旧工厂改造而成的。空间结构简单, 室内表情是浪漫的, 复古的, 怀旧的, 整个空间给人感觉很亲切。空间的功能就是为业盈利, 但空间表情无商业气息。空间气质是盈利为主的怀旧, 浪漫空间。空间表情无商业气息不等同空间气质无商业气息, 人们都知道这个空间是以盈利为目的的。因此, 空间气质=空间表情 (空间符号影响) +空间功能组织 (空间的结构影响) 。
三、空间气质设计方法探索
(一) 空间气质的重要性
空间气质之所以重要是因为它对人的影响是很大的, 这点在家居设计中体现的最为明显。家居设计是很讲究人情味的设计门类, 房间的设计应该符合主人的需要和气质, 但随着使用者在其中居住的时间越长, 其行为举止也会影响空间气质, 这就是人们说的家的感觉吧!并非设计师设计出漂亮的居室就会有家的感觉, 人们在这个空间中有个融合的过程, 这个过程就是空间与人之间的互动。空间被塑造成什么样的环境, 这个环境也必定给下一代造成影响。如:一个生活在“西方式”家庭的中国孩子, 其思维方式, 审美趣味必定“西化”。
这也就是我们设计师神圣职责的所在, 设计除了担负着使用者的责任之外, 还对社会及环境有责任, 因为空间气质对人也是有影响的, 破坏人类生活的空间设计, 设计者必需拒绝, 一个好的设计是真正改善人类的生活, 而非造成人类的负担。
(二) 中式空间结构和符号的探索
中式空间的设计一直以来是人们探讨的课题, 个人觉得还是应该从古人那里寻求智慧来解决这个问题, 尤其是中国古典园林。
中国古代的园林设计、建筑设计都是由社会形态意识影响的, 儒、释、道的精神体现在其中。可是到了现在社会尤其是经历了文革, 中国古人的智慧被完全的否定了, 使得现代的中国人是世界上最不像“中国人”的中国人, 不知道何去何从, 我们要想设计出优秀的中式气质的空间恐怕还是要从文化思想上入手。
我们对与中式空间结构和装饰符号的探索, 也可以中绘画作品中找到灵感。都是对原对象进行点线面的抽取, 是一种意向的表达。这也许是我们以后中式空间以后要走的路吧!
参考文献
空间数据结构 第8篇
第一, 具有一定的理论创新性。运用新经济地理解释空间经济增长与结构变化问题是一项很时尚的研究。但李清均同志却另辟蹊径, 首次提出空间资源的基本概念, 将空间经济学与资源配置理论进行有机整合, 形成了空间逐利的理论分析架构。以其解释特定空间经济活动存在的张力, 即生产要素集聚效应形成的向心力与资本技术扩散扩张形成的离心力。其理论创新点突破了传统刚性空间区位对于生产要素合理流动的结构性束缚。他认为, 在空间逐利的不断强激励下, 特别是要素驱动转化为创新驱动, 形成了物理尺度的空间压缩, 导致空间区位内生化发展可能是一种新的空间配置形式。这些带有原创新的理论成果值得读者注意。其理论意义在于引导人们客观、合理地关注空间逐利的自我调整功能:虽然空间逐利冲突是显而易见的, 但竞争与合作机制的作用总能找到利益调整、保护与发展的激励结构, 并在非均衡中寻求新的均衡。
第二, 注重研究对象与研究方法的相互统一。空间生产结构优化问题研究实质是空间资源的流动、组合与优化配置研究。为了集中再现生产要素、资本与技术的空间逐利特征, 李清均同志将研究对象界定为空间组织与利益主体, 即不同尺度的空间组织与利益主体:包括全球化层面的空间组织与利益主体, 国家层面的空间组织与利益主体以及区域层面的空间组织与利益主体。因为逐利价值取向不一, 所反映的特征与本质的差异性自然被显现出来。这三个层面的空间组织与利益主体不是相互割裂的, 而是互利共生的网络逐利创新结构。这是作者在深化研究中的一个亮点。为了把研究对象向纵深推进, 作者采取国际经济学研究流行的研究范式:即典型事件描述→理论模型构建→实证研究推进→个案经验证据→战略思考深化的逻辑结构, 力争求索一个更为贴近现实的研究结论。运用这一研究方法不难发现, 不同的空间尺度的空间组织与利益主体之间存在这样一个激励结构:因空间逐利使然, 空间组织与利益主体在失利后都懂得利益冲突问题“囚徒困境”的制度出口, 自由竞争制造不断重复的制度博弈, 导致博弈规则的良性演变, 从零和博弈转向正合博弈。
大跨空间结构 第9篇
由于经济文化的需求和城市化进程的加快, 越来越多的人涌入城市, 为了满足社会生活和居住环境的需要, 人们需要更大的覆盖空间, 如大型的体育馆, 飞机场候机大厅等, 均对跨度有较高的要求, 达几百米或更大。由于传统的结构形式主要为平面, 如刚架、桁架、拱、梁等, 很难跨越大的空间, 结构形式比较受限, 空间结构便应运而生。空间结构是指结构构件三向受力的、大跨度的、呈立体工作状态, 中间一般不放柱子的结构, 也叫做大跨空间结构。大跨空间结构除了对材料的受力性能有要求, 而更加注重自身形体的合理性, 充分利用所选用材料的特性, 以适应不同建筑造型和功能的需求, 从而达到更大的空间。
对于大跨空间结构的历史和发展, 主要分为三个发展阶段, 即古代空间结构、近代空间结构和现在空间结构, 分割的时间点大致为1925年、1975年前后。1924年, 世界上首个直径为15m的半球形单层钢 (生铁) 网壳在德国蔡司天文馆建成, 1925年, 历史上第一幢40m直径的钢筋混凝土薄壳结构在德国耶拿玻璃厂建成, 而1975年, 首例巨型168m×220m气承式充气膜结构体育馆在美国庞蒂亚克建成。随后又出现了很多大跨空间结构, 如法国巴黎的国家工业与技术展览中心采用的薄壳穹顶等。但真正得到快速发展的是最近几十年, 计算机的出现和广泛应用解脱了长期以来空间结构的形体研究在计算方法上的束缚, 使得寻求形体与受力的完美组合成为现实, 也就使大跨空间结构以异乎寻常的速度发展了起来。
2 大跨空间结构的分类
大跨空间结构和平面结构的传力和结构抗力表现都有所不同。平面结构的传力特点是有主次的, 一般从次要构件向主要构件传力, 如典型的框架结构荷载从楼板依次传到次梁、主梁、框架柱, 最后到达基础;其结构抗力主要依赖于材料强度和截面尺寸。而大跨空间结构是充分利用三维空间结构, 其杆件 (构件) 都是作为整体结构的一部分, 根据空间几何特性承受荷载, 没有平面结构体系中构件间的“主次”传力关系, 大部分内力沿中曲面传递。从刚性差异以及组合情况, 可以把大跨空间结构分为刚性空间结构, 柔性空间结构和杂交结构。
2.1 刚性空间结构
(1) 网架结构。网架结构是一种由多根杆件按照一定的网格形式通过节点有机地连结而成的空间杆系结构。节点一般设计成铰接, 杆件截面尺寸相对较小, 主要承受轴力作用。杆件之间相互交汇又互为支撑, 受力杆件与支撑相互配合, 使得用料经济。网架结构大量的杆和节点的形状、尺寸相同, 且组合有规律, 便于工业化生产和工地安装。从网架结构的内力分析来看, 它是高次超静定, 板型网架分析时, 一般假定节点为铰接, 按静力等效原则将外荷载作用在节点上, 可按空间桁架位移法, 即铰接杆系有限元法进行计算。网架结构具有较高的安全储备, 能较好地承受集中荷载、动力荷载和非对称荷载, 且有较好的抗震性能。其缺点是汇交于节点上的杆件数量较多, 制作安装较平面结构复杂。
(2) 薄壁空间结构。薄壁空间结构主要指薄壳结构, 一般是由上下两个几何曲面构成, 这两个曲面之间的距离, 即壳体的厚度, 远小于壳体的最小曲率半径, 其比值一般小于1∶20。由于其曲面特征, 在外荷载作用下壳体的主要内力沿中曲面作用, 而弯曲内力和扭转内力都比较小。这样就能充分发挥钢筋混凝土的抗压性能, 不仅能达到较大空间跨度, 还能达到较好的受力和经济效益。另外, 折板结构和空间拱等平面结构组成的空间结构也可以属于薄壁空间结构。
(3) 网壳结构。网壳结构是一种与平板网架类似的空间杆系结构, 也以杆件为基础, 按一定规律组成网格, 按壳体结构布置的空间构架, 它兼具杆系和壳体的性质。大跨度的总弯矩基本上都是与跨度的二次方成正比增加的, 所以其设计对跨度方向的网架刚度要求很大。普通大跨网架结构从整体上来看就是一个受弯的平板, 这就需要较多的材料用量。而网壳结构则是主要承受薄膜内力的壳体, 其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力, 可以通过其特定的壳体形式抵抗外荷载的作用, 所以在同等跨度下, 网壳结构要比网架结构节约许多钢材。此外, 网壳结构还具有很好的景观作用, 其外形美观, 充满变化, 富于表现, 能够提高一个城市的视觉美化环境, 也可丰富人类的居住环境。
(4) 管桁架结构。管桁架结构是指用圆杆件在端部相互连接而组成的格子式结构, 即一种空间钢管结构, 其基本杆系单元为钢管, 通过焊接有机连接起来。管桁架结构是在网架、网壳结构的基础上发展起来的, 有自身独特的优越性和实用性。管桁架结构省去了下弦纵向杆件和网架结构中的球节点, 结构传力方式较为简明, 对各种不同建筑形式的要求都能满足, 尤其是在构筑圆拱和任意曲线形状比网架结构方面更为容易。管桁架结构属于单向受力结构, 且其上弦杆具有较大宽度, 即稳定性较高。从截面来看, 其材料较均匀分布于中和轴周围, 使截面同时具有良好的抗压和抗弯扭承载能力并具有较大刚度, 不使用节点板, 构造简单, 施工方便, 适用于复杂多变的建筑形式。由于钢管端部封闭, 其内部不易腐蚀, 又其表面不易积灰和水, 具有良好的耐腐蚀性, 耐久年限高。管桁架结构在建筑造型上容易实现, 受力性能良好, 结构利用率高, 有很高的综合效益。
2.2 柔性空间结构
(1) 悬索结构。悬索结构是由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构, 主要是通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载作用。索的材料一般是由高强度钢丝组成的钢绞线、钢丝绳或钢丝束等充当, 钢索的抗拉强度利用率很高, 结构自重也就大大地降低了。悬索结构还可分为单层悬索体系、双层悬索体和索网体系。值得一提得是, 单层索稳定性较差, 其横向一般需要采取一定措施 (如混凝土屋面、桁架等) 来增加刚度, 以保证结构不发生机构性位移。
(2) 充气结构。充气结构, 又名“充气膜结构”, 是利用薄膜内外空气压力差来稳定薄膜以承受外荷载, 它是指在以高分子材料制成的薄膜制品中充入空气后而形成房屋的结构。充气结构需要具有较高抗拉强度的薄膜材料, 其常为高强、柔软的织物复合材料, 如PVC薄膜和聚四氯乙烯涂层玻璃纤维布 (泰氟纶) 等。充气结构因其内部主要为气体, 自重轻, 仅为其他结构重量的1/10, 跨越大空间较为容易。其薄膜材料均具有较好的透光性, 结构形成的建筑白天大部分时间无须人工采光。但其也有明显缺点, 它隔热性能差, 夏天热, 冬天冷, 需要空调调整气温;需要不停送风;局部承载能力较差, 一旦形成局部凹陷很容易造成雨水淤积和积雪。
(3) 张拉整体结构。张拉整体结构是一组不连续的受压构件 (钢压杆) 与一组连续的受拉构件 (预应力钢索) 相互联系, 不依赖任何外力的作用, 受拉索与受压构件自应力平衡, 实现自支承的网状杆系结构。张拉整体结构符合自然规律, 很大程度地利用了材料和截面的特性, 具有构造合理、自重小、节省钢材, 跨越空间能力强的特点。
(4) 薄膜结构。薄膜结构, 又叫“张拉薄膜结构”, 是张拉结构的一种, 它采用具有优良性能的织物作为膜材, 利用钢索或刚性支承结构向膜内预施加张力, 从而形成具有一定刚度、能覆盖大空间的机构体系。它除了能跨越较大空间, 其更为突出的优势是打破了传统建筑风格的纯直线模式, 而使用曲面造型, 刚与柔、力与美的完美组合, 给人以耳目一新的感觉, 也给建筑的想象和创造赋予了更多可能。
2.3 杂交空间结构
杂交空间结构是是指将不同类型的结构进行组合而得到的一种新的结构体系。它们不是简单地的组合, 而是通过其中一种结构的长处去抵消另一结构的短处, 相互作用, 相比之下更为合理, 更为经济。杂交空间结构主要有拉索预应力空间网格结构、斜拉空间网格结构、拱支空间网格结构、索-桁结构、悬索空间网格结构和张弦梁结构等。
3 已建成结构介绍
江西宜春体育馆采用网壳结构。根据建筑要求, 设计成为一个由四个曲面组合而成, 具有太空动感的“飞碟”造型体异形网壳。网壳直径最大93m, 由双层屋面壳、单层斜墙壳、外露装饰壳三部分组成。加拿大卡尔加里滑冰馆采用悬索结构。屋面平面形状为椭圆形, 长轴135.3m, 短轴129.4m, 建筑物底面形状为直径120m的圆形, 鞍形双曲抛物面索网悬挂于环梁之间。国内外还有很多优秀的大跨空间结构, 以奥林匹克运动会场馆中最为常见。
4 结语
大跨空间结构是一个国家建筑技术发展水平的重要指标, 是一个城市经济文化实力的体现, 它逐渐地在人们生活居住环境中起着不可替代的作用。
摘要：本文主要从大跨空间结构的分类对大跨空间结构进行了介绍, 同时也阐述了大跨空结构的概念, 历史发展, 列举了两项已建成结构, 对大跨空间结构有全面别把握。
数据空间关键问题探究 第10篇
随着信息技术, 特别是互联网技术和数据库技术的飞速发展, 数据管理面临着新的挑战:
(1) 如何处理海量增长、形态异构、联系松散的当代数据。全球进入数据存储的“泽它时代” (1Zeta Bytes=1021 Bytes) 后, 数字信息总量在以每年50.6%的复合增长率迅速膨胀, 到2020年将达到35ZB。这些海量的数据分布在全球无数计算机、手机、数字电视、PDA等载体上, 其存在形式不仅仅是关系模型下结构化的文本数据, 有的是半结构化的, 有的是非结构化的, 格式多样, 内容丰富, 并且还会有更多的结构和种类出现。数据源之间联系松散, 没有统一的模式。
(2) 如何为用户提供扩展的服务。目前数据管理面临强大的挑战, 面对大量形式多样、相互关联的数据源, 缺少一个便捷、完整、规范的管理方式, 包括对数据源定位、搜索和查询、世系追踪以及保证准确性等等。传统的数据管理方案可以很好地适应一个DBMS系统或其它任何单一的数据模型或系统, 却无法解决上述问题。
(3) 需要提供新的数据管理机制。当前迫切需要对数据源创建一系列新的管理机制, 包括执行规则、完整性约束、命名约定、提供可用性、恢复和访问控制、数据和元数据的演化管理等等。
传统的数据库技术和数据集成系统已经不能适应上述挑战, 数据空间应运而生。2005年, Michael Franklin等国际数据库著名专家针对数据管理的新特点, 提出了一个新的数据管理概念——数据空间。它的主要思想是提供一套统一的服务与机制来对复杂的数据环境进行高效的管理, 就像使用关系数据库管理结构化数据一样, 应用开发者只需关心特定的应用问题, 而不用疲于对大量反复出现、相关却不同的底层数据的管理和访问。
2数据空间的概念
数据空间是对传统数据库概念的扩展, 是一种新的数据管理的抽象概念, 可以理解为异构数据的一种共存形态, 还可理解为新型的数据环境。在此笔者给出数据空间如下定义:一个数据空间是指一系列与主体相关且不断演化的异构数据源及数据源之间关系的集合。
所谓主体, 是一个抽象概念, 它可以是数据空间的所有者, 如一个人或机构;也可以是数据空间的主题, 如一个领域或事物。一个数据空间中的所有数据均与主体不同程度上相关。
所谓演化, 是指数据空间内的数据和其相互之间的关系随着主体的需要而不断变化。
所谓异构, 是指数据空间不依赖严格的数据模式, 面向的是大量不同结构的数据资源。这些资源之间或直接或间接地存在着相互关系, 使得彼此共同构成一个数据空间。
数据空间的目标是:无论数据源如何整合, 数据空间管理能够帮助用户共享和协作管理数据, 不仅使用户能够找到确切希望的数据, 也保障用户放心地共享数据。因此, 数据空间要提供面向数据源的所有基本功能, 包括数据源发现集成、目录和浏览、搜索和查询、本地存储和索引、数据更新和演化、存储和仓库、运行管理以及一些扩展服务等等。
图1展示了一个数据空间的基本框架。
3数据空间的特点
与传统的数据库和数据集成技术不同, 数据空间有着模式松散滞后、数据源复杂、面向实体等鲜明的特点。
数据空间并不依赖严格的数据模式 (如关系/面向对象等) , 采用从数据到模式的模型结构, 数据模式是松散的、滞后的, 是在数据的基础上, 根据主体需求以pay-as-you-go方式逐步演化出来的, 因此数据空间的数据操作具有best-effort的特性, 只能是提供近优的、次优的查询或搜索结果。
数据空间的数据对象来自多个不同的数据源, 位置、载体、模式、语义、格式等等各不相同, 并且这些数据随着实体的发展而不断演化, 有用的数据项会不断加入, 不具有应用价值的数据项将逐渐消失。此外, 只要对数据空间主体有用, 任何资源都可以加入到数据空间, 并与其它资源动态地建立某种关联。
与传统技术面向应用主题不同, 数据空间是面向主体需要的。一个数据空间与一个实体一一对应, 其中的每个数据对象都是与该实体相关的。值得注意的是, 数据空间内的数据项与实体不存在一一对应的关系, 即某个数据项可能同时属于多个实体对应的数据空间。
4数据空间的相关技术
面对复杂的数据源带来的种种挑战, 包括:数据模型;数据源集成、更新和演化;本地存储和索引;搜索和查询;追踪世系等等, 数据空间面临着一系列急待解决的技术问题。
(1) 数据模型。
一个数据空间应该包括所有与主体相关的所有数据, 数据模型是根据主体的需要, 在不断对数据及其关系进行加工提炼的基础上形成的, 具有模式滞后的特点。建立统一的数据模型是进行数据管理的基础和核心。目前数据库研究者提出了一些代表性的数据空间模型, 如基于关系模型的SEMEX、基于图的iMeMex等, 但均存在不同的缺陷。
(2) 数据源集成、更新和演化。
数据空间集成需要一个监控机制自动高效地发现其内部和外部数据的变化, 然后判断这一变化与主体的相关性程度以及是否需要进行集成。集成工作首先通过包装器实现数据抽取, 每个包装器对应不同的数据源, 对特定格式的数据对象进行信息抽取和标识, 然后通过模式匹配确定数据对象在数据空间是否已经存在, 最终完成数据集成操作。
数据空间并不对数据进行完全的控制, 每个数据源的拥有者均可在本地对数据进行各种操作。这里的数据更新指数据空间通过其它用户、接口、方式进行的数据修改。数据空间要能够自动监测数据对象的变化, 然后以相对一致的数据操作完成数据更新。
由于主体需要的不断变化, 数据空间内的数据和关联也要随之不断变化, 通常称之为数据空间演化。数据空间可以从历史操作中推算出一系列自调优的规则和方法, 从而对数据及其关联进行自动地增加、修改和删除, 这种演化为自动演化。除此之外, 用户还可以随时根据需求对数据及其关联进行手动地增加、修改和删除, 即手动演化。
(3) 本地存储和索引。
为了提高对数据空间访问的时效性、准确性以及安全性, 需要对数据空间的某些部分建立本地存储和索引。数据空间中的数据包括内容数据和元数据两类。本地存储和索引主要针对元数据展开。建立本地存储和索引, 应当实现以下目标:①在异构数据源的数据项之间建立有效的可查询的联系;②增进对限定访问模式的数据源的访问;③不需访问的实际数据源能够反馈一些查询;④支持高可用性和数据恢复;⑤支持Pay-as-you-go的模式和语义匹配关系的建立。
目录索引是数据空间应当提供的一项基本服务。所谓目录, 就是数据资源的清单, 包括数据源名称、来源位置、大小、创建日期和创建人等最基本的信息, 同时还包含所有数据源之间的相互关系。
(4) 搜索和查询。
搜索和查询是数据空间应当提供的两个核心的服务, 通过相应界面, 用户可与数据空间直接交互。数据空间技术支持丰富的查询方式, 如关键字查询、结构化查询、导航、浏览等, 并提供直观的结果, 列出与给定查询相关的其它搜索或数据源, 给用户进一步查询的建议。
对用户来说, 他可能知道数据空间的某个数据源的模式, 因此能够提出严密的结构化查询, 如SQL语言;他可能只了解部分的模式结构, 但清楚该模式结构存在于哪些数据源, 因此提出“name=张三”这样带结构的谓词查询;还有可能, 他完全不知道数据源的模式结构, 只能提出类似搜索引擎中的关键字查询, 不带任何模式结构信息。
对数据源来说, 它们可能非常结构化 (如关系数据库) , 可能是半结构化 (如XML文档) , 也可能完全没有结构;有些数据源可能提供明确的查询语言, 而其它一些则模糊或仅仅提供有限的查询接口 (如结构化文件、Web服务或其它软件包) ;即使两个数据源拥有相同的结构, 其语义也可能会大相径庭, 如“地址”究竟代表家庭住址还是E-mail?
因此, 数据空间的搜索和查询, 最主要解决的还是各类异构问题。首先数据空间技术应该支持对任何数据源进行关键字查询, 并提供在查询结果基础上进行反复提炼的接口;其次, 数据空间技术应该提供一个通用的接口, 从而对某些数据源进行访问, 并通过best-effort获取其它数据源的反馈结果;再次, 搜索和查询的对象应从数据扩大到元数据, 以便发现相关的数据源、结果的完整性和准确性、各数据项的依赖关系等等。Michael Franklin等人从查询结果的角度提出了9个查询要解决的具体问题, 包括查询结果的获取、分类、显示、准确性评价等方面, 对异构问题均有涉及。
(5) 追踪世系。
数据世系描述了数据产生、并随时间推移而演变的整个过程。数据世系包含静态的源数据信息和动态的数据演化过程, 前者侧重于追踪数据项的来源, 而后者则侧重于描述各种不同应用中数据来源和演化过程的信息, 包括了更加丰富的元数据信息。追踪数据的起源和演化过程可以用来考察数据质量的评价、数据核查以及数据恢复和数据引用等。数据空间中普遍存在的数据冗余性、不一致性、不确定性等问题, 数据世系通常是解决的唯一途径。
5数据空间的研究现状及研究方向
作为一种新型数据管理技术, 数据空间日益引起研究界和工业界的关注。目前的研究工作主要从两个方向展开, 一是针对数据空间概念、模型、查询、索引、更新、演化等理论与方法;二是数据空间管理及应用技术的研究。数据空间技术可应用于个人数据管理、企业数据管理、科学数据管理、Web数据管理等领域, 目前研究较多的是个人数据管理。总体来说, 虽然已有一些研究成果, 但仍然处于一个十分不完善的初始阶段, 需要国内外研究人员去研究和解决问题, 主要包括以下几个方面:
(1) 理论层面。数据空间的数学模型、数学理论等问题。
(2) 方法层面。数据空间的目录、索引、查询、完整性、安全性、并发控制、事务处理、故障恢复、LUI、数据世系等问题。
(3) 应用层面。数据空间管理系统架构、应用开发、实现技术、标准化等问题。
参考文献
[1] A HALEVY, M FRANKLIN, D MAIER.Principles of dataspace systems[C], in PODS.New York, NY, USA: ACM Press, 2006.
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多源空间数据集成关键技术研究 第11篇
摘要：伴随着GIS技术发展与地理信息共享要求，多源空间数据的集成研究既是亮点也是难点。多源空间数据呈现多语义、多尺度、多格式等显著特征，对数据的综合利用和信息共享带来不便。文章针对多源空间数据特征，探讨空间数据多源性的产生和表现，指出多数据格式是多源空间数据集成的瓶颈，对其集成过程中的格式交换、互操作及共享等三种主要技术进行了探索，并解决了其中的一些关键问题，为特定条件下的多源数据有效集成摸索出一条实用途径。
关键词：空间数据集成；互操作；共享
引言
地理空间数据不同于一般的事务管理的数据，其数据由于内容和来源的多样性、空间数据模型和GIS软件平台的差异性，造成了GIS系统之间空间数据集成的极大困难。空间数据是数据库建设和平台研制的基础，为GIS进一步研究工作提供支撑。但是空间数据的来源多样性，不同数据分散在不同地点和部门，使用不同的结构和标准，共享和有效利用也存在一定的困难。因此，本文旨在探究多源数据集成关键技术，把不同来源、格式、比例尺、多投影方式或大地坐标系统的地理空间数据在逻辑上或物理上的有机集中，从而实现地理信息的共享。
1 多源空间数据产生特性
1.1 空间数据多样性
目前，随着IT和GIS的紧密结合，3S技术集成的不断完善，使得GIS获取的空间数据资源获得急剧膨胀。同样，空间数据的获取途径多种多样，既可以继承現有空间数据，也可通过遥感或通过全站仪、GPS等工具实地测量，还有描述性文字、各种统计报表、与地理实体相关的属性信息等。另外，数据来源的多样性还表现在数据载体的多样性，如：传统的纸质地图、纸质表格等；存储在计算机硬盘或者移动存储器上的各种电子数据。
1.2 空间数据尺度差异性
在GIS领域尺度是一个无法回避的问题。空间数据根据尺度可以分为空间尺度和时间尺度，空间尺度我们可以通过比例尺的大小来确定，时间尺度是根据数据的采集时间来确定，不同的数据尺度会产生不同的数据类型。
1.3 GIS软件平台的差异性
现在随着GIS技术不断普及，国内外主流GIS工具软件蓬勃发展，由于不同的GIS软件的制作数据的标准不同，产生不同的数据格式和不同的存储方式。同时对于使用不同软件的操作人员也造成不便。
2. 多源数据集成途径
目前GIS多源空间数据集成主要有三种模式：一是：空间数据集成格式的交换，二是：空间数据的互操作，三是：空间数据的共享访问。
2.1 空间数据集成格式的交换
为了有效的组织各类空间数据、提高数据的传输和利用效率以及达到空间数据共享的目的，对相关空间数据按一定的标准、规范进行标准化，是空间数据库建设的基础和前提。目前，GIS行业公认的几种空间数据交换格式是数据标准化组织负责提出的明码交换格式。本文主要以MapGIS和ArcGIS的数据转换进行介绍。MapGIS到ArcGIS之间数据的转换有两种途径。途径一：首先，从MapGIS获得的点、线、面数据经过图形处理输出为明码中间格式E00，其次，利用ArcGIS提供的转换工具“Import71”将E00转换为ArcGIS识别的Coverage文件。最后，通过Export转化为Feature class。途径二：从MapGIS得到的数据直接转化为shape格式的数据通过Export转化为Feature class。途径二简单便捷线转换较为适合，途径一步骤相对复杂但是其基本保证数据转化的完整性。
2.2 空间数据的互操作
数据互操作模式是OpenGIS Consortium（OGC）制定的数据共享规范，GIS互操作是指在异构数据库和分布计算情况下GIS用户在相互理解的基础上，能透明的操作获取所需信息。伴随着IT技术的迅猛发展，空间数据引擎技术以及大型关系数据库日趋成熟和完善，不仅为多来源、多格式、多时相、多区域的海量地理空间数据的存储、管理、检索及共享提供了成熟的解决方案，而且也为多用户并发访问等技术难题奠定了基础。Oracle是目前最为流行的大型关系数据库管理系统，因为其在数据安全性与数据完整性控制方面的优越性，以及跨平台进行互操作的特点被广泛使用。在Oracle数据库中进行多源数据互操作，首先，数据库管理员设置用户的资源文件PROFILE以确定用户的存取限制，创建操作用户为其设置初始口令，用户登录可以自行修改，口令在数据库中加密存储。以便数据库管理员监督与管理。其次，数据库管理员为用户分配一定的角色，对用户的权限进行设置。然后，以关系型数据库Oracle 10g为后台存储中心对空间数据和非空间数据进行组织和管理，以ArcCatalog和ArcMap为客户端，通过空间数据库引擎（ArcSDE）对数据进行显示和互操作。
2.3 空间数据的共享
2.3.1 空间数据库共享访问
不同的生产实践部门对数据的关注度不同，因而各部门拥有各自独立的业务管理数据，使得数据的共享与利用难度增强，随着当前网络技术快速发展，为空间数据共享提供了多种可选方案。ESRI在2008年底推出的ArcGIS 9.3版本时，同时发布了ArcGIS Server REST API，提供REST风格的开发接口；面向ArcGIS Server发布的服务的简单开发接口。REST暴露的所有资源的操作都可以通过对应的GIS服务的端点或URL获得。通过URL，REST使发现工作和查找所需的信息更加容易。利用服务浏览器，用户可以浏览服务器内容，查看可用的地理信息系统网络服务，也可获取开发过程中的有用信息。
2.3.2空间数据的上传下载
多源空间数据海量性特征，使得一些用户采用分布式数据管理方法，这样对数据的统一管理来带一定的困难，从而使空间数据实时修改和更新发布不能快速有效进行。ArcGIS Server 9.3产品为空间数据共享作出一定的成绩。ArcGIS Server 9.3中可以通过发布GeoData Service服务将空间数据库发布在局域网或广域网中。数据管理员可以通过设置用户的不同权限选择性的为用户提供数据上传下载服务。GeoData Service提供创建本地数据复制移动；执行数据空间查询；同步编辑数据库等的数据连接。ArcGIS Server 9.3在发布GeoData Service数据库过程中可以提供三种操作方法：提取、空间查询、复制。在提取方法中不会影响原数据，复制方法选择过程会影响原数据。
通过GeoData Service发布的空间数据库备份类型可分为三种情况：Checkout/Checkin、One-way、Tow-way。Checkout指可以从Utilities本源数据库备份并创建本地组，管理员直接在本地组修改不需要连接服务；Checkin管理员修改完成后传递给Utilities本源数据库，不会发生人为与自动传输的冲突。One-way方式首先数据下载到本地的工作geodatabase同时必须其经常保持与本源数据库连通，其次通过工作geodatabase创建备份geodatabase，管理员仅通过一次编辑工作geodatabase来改变备份geodatabase数据的编辑。Tow-way两个不同的编辑组同时访问编辑同步传输均不发生冲突。
3. 结束语
空间多源数据集成是数据库建设和管理信息系统进一步研究的基石，本文针对地理信息空间数据格式的交换、互操作、以及数据共享访问三大关键技术对多源数据集成问题进行了探讨。有效地解决了不同格式数据资源的综合利用，提供了互操作性的数据存储方式，探究了多源数据共享并发访问，增强了GIS技术的应用范围。
参考文献：
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[3] 许辉熙，卢正，薛万蓉. GIS中多源空间数据集成方法研究[J]，测绘与空间地理信息 2009 32（5）：1-5
空间数据结构 第12篇
始建于1956年的徐州通域空间结构有限公司 (原属国有中型企业) , 于2003年实施产权制度改革后, 建立起现代企业制度和先进管理模式。企业以优良的资产、崭新的经营机制规范运作, 大大提升了企业的核心竞争力。公司2011年完成施工产量8万吨、产值10亿元, 并以年产优质网架3万吨、钢结构2万吨;年竣工工程300余项的业绩, 连续3年跻身国家行业30强, 并荣获江苏省最佳企业称号。
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