在中国经济发展新常态和进入城镇化中后期双重背景下,特大城市作为中国城镇人口的重要流向地,其常住人口城镇化比重普遍达70%,率先进入存量更新时代。作为地理地域优越地和经济格局核心地,特大城市在人口规模和空间建设上领先中国大中小城市,不仅如此,特大城市形态在特征规律和发展阶段上也有别于大中小城市。另一方面,随着数字化技术、人工智能发展,用于城市形态研究的基础资料正在从少量向空前巨量化、从单维向多维复杂化、从低分辨率向高分辨精准化转变,虽然城市多维大数据在实践应用层面百花齐放,然而城市形态理论尚未完全翻越经验主义、人脑判断的壁垒,大数据仍停留在辅助城市形态分析、佐证经验理论层面。城市是一个开放而复杂的巨系统,始终处在动态发展中。城市形态的复杂性源于城市的复杂性,城市形态的空间本质源于城市的物质空间本体。结合发展背景和技术背景,立足城市形态空间本质,本文研究对象聚焦中国特大城市形态,基于建筑精度的城市空间大数据,建立特大城市形态的建筑、街区、街道、水绿开放空间的分层空间大数据平台。依托平台的数据库和分析模块,进行城市形态定量界定、测度解析,归纳出特大城市形态表层规律特征。从整体空间观认知特大城市形态,发现了城市形态中的基面、簇群、洼地、绿楔和廊道,由还原空间观提出一种原型范式来描述特大城市形态,从理论上定义原型及其原型五要素的概念。基于城市空间大数据平台进一步对城市原型要素定量界定和测度解析,从而归纳特大城市原型深层规律特征。由此进一步将特大城市形态经过拓扑计算而凝练抽象出城市原型图式,并尝试探讨了特大城市原型的图解模式和影响机制。希望通过特大城市原型理论建构,补充城乡规划学科空间规划理论,为城乡规划实践提供些许思路,促进特大城市存量优化和可持续健康发展。本研究起于空间并落于空间,创新点有二:一、在中国特大城市空间大数据库的研究基础上,对特大城市形态的五要素进行精确界定和测度解析。基于真实高精度城市空间大数据,定量解析特大城市表层形态下的空间强度、密度、高度等空间指标和边界、重心、网络、肌理等形态指标,归纳出特大城市形态由重心到边界的强度多级衰减、高度多级衰减、网络多级衰减、肌理多级增长的特征规律,进而发现特大城市形态存在基面连续平面、簇群高值凸起、洼地低值凹陷、绿楔楔入穿透、廊道联系通过的五项要素特征。在传统城市形态绿楔和廊道要素外补充了基面、簇群和洼地要素。基于城市空间大数据中街区空间强度指标精准界定特大城市形态的五要素,并测度解析了五要素的三阶分阶特征、空间分布特征、量化结构特征。二、建构城市形态中的特大城市原型理论,总结原型规律,丰富了国际城市原型理论体系。理论溯源并定义城市原型,提出特大城市原型具有五要素、三等级、二元性:五要素是基面、簇群、洼地、绿楔、廊道;三等级由低到高表现为连绵区基面、主城区基面、中心区基面的三阶秩序,新城簇群、主城簇群、中心簇群的三阶秩序,边缘洼地、主城洼地、中心洼地的三阶秩序,绿化绿楔、农林绿楔、山水绿楔的三级等级,干路廊道、轨道廊道、快速廊道的三级等级;二元性分为隐显、虚实、内外、凹凸四种对立统一关系。基于特大城市形态拓扑计算出城市原型,进而分析其图解和构成模式,建构集自相似性、同构性、生长性、空间发展趋向平衡性于一体的特大城市原型的初始空间单元,并初步建构城市原型的理想模式和分形迭代模式,归纳得出特大城市形态的线形、扇形、环形三种基本模式。基于多样化的特大城市形态,尝试从经济发展、地理环境、历史建置、空间结构等因素来分析特大城市原型的影响机制。