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现阶段，我国步入了城市化快速发展的关键时期。过去人们更加关注城市横向扩张的特征，而忽略了城市的空间特征。因此，随着城市在空间纵向扩展的态势越发明显。越来越多的研究者开始探索城市的空间结构。相比城市发展在经济方面的快速增长，城市空间生态环境的和谐发展是未来国家建设的重要方面。 目前，对城市竖向规划及分析缺乏整体性和科学性，从而使城市空间形态处于不规则性、片断性的发展中。因此，依据我国现阶段城市空间建设现状和研究进展，提出了“城市三维建筑形态”的概念。城市三维建筑形态由各种人工建筑实体的空间形态所构成，具有城市发展过程中表现出来的变化着的空间形态特征，其中不仅包含了城市建筑自身的空间形态，还能反映一定人类活动的社会形态。城市三维建筑形态存在明显的地区分异特征。同时，城市建筑群体形态又具有很强的复杂性、相似性、多边性和自组织等特性。对城市三维建筑形态的深入探究，能够从深层次认识城市在空间中的纵向发展变化规律。对城市三维建筑形态的定量描述，为城市空间布局与规划提供科学依据，进一步丰富城市空间形态的理论基础。 本文在研究城市三维建筑形态过程中，构建了城市三维建筑形态的定量指标，并改进了原有的研究单元划分方法，充分考虑了城市的“路”与“街”对城市空间的分割作用，以城市街区作为计算的基本单元，对城市三维建筑形态的定量指标进行了时空分异分析；分析2005年、2010年、2015年两个时间段内城市空间形态的分异特征；基于Kriging插值方法，对城市三维建筑形态的定量指标进行了趋势分析，分析他们在某一空间范围内的发展历程及趋势，挖掘城市三维建筑形态的内部规律和总体特征；引入Moran’s I指数分析了城市三维建筑形态的空间自相关性。从不同角度综合分析了2005年、2010年、2015年这十年间研究区城市建筑空间形态的变化规律及自相关特性。时空变化的演变规律能够体现城市形态空间分异和自组织等区域特征，总结了城市的历史发展情况，揭示了城市空间形态在过去城市发展过程中的变化规律，为未来的城市规划设计提供参考原型及理论基础。