随着城市化的快速发展,城市人口规模和建设体量持续增长,城市空间集聚使得生产要素集中,城市变得越来越拥挤,可用于开发建设的土地越来越少,建成区的无序蔓延和扩张、耕地流失、交通拥堵、环境污染等问题也逐渐受到城市居民的关注,城市发展方式由“平面化”向“立体化”转变成为历史必然。城市景观所构成的空间作为承载与聚集城市要素的重要场所,其理想的空间形态和感知与丰富的城市活动息息相关。随着城市立体化不断发展,城市景观对城市活力的影响机制发生了显著的变化。面对未来高密度高容积率的3D城市,如何打造生态优先、活力宜居型城市,成为城市建设领域的时代命题。将城市景观研究作为实现城市高质量绿色发展的前提,不仅有助于建设人与自然和谐共生的现代社会,还可以实现城市活力宜居目标。同时,在多源城市数据分析技术日新月异的当下,如何科学、客观、精确地开展3D城市景观研究,厘清城市景观与城市活力之间的非线性关系,回应当前城市活力宜居发展的需求,应对城市景观规划与建设过程中存在的问题,成为当前城市建设与管理领域面临的机遇与挑战。目前,学术界在城市景观形态表征、测度计算及与城市活力的关系分析等研究中取得了丰富的研究成果,但对城市景观的研究往往在二维平面中展开,通过立体垂直视角对3D城市景观开展的测度及与城市活力的关系研究鲜有讨论,具体体现在:第一,以往基于二维平面的景观指数测度缺乏严谨性。由于传统的二维空间作为三维地形表面地形的投影,基于二维平面测量与计算所得的景观格局是立体城市景观压缩后的平面信息,因此无法真实描绘三维城市景观形态在空间上的连续波动特征。大多数研究并未对垂直维度视角下的景观指数进行定量测度,导致垂直维度的景观信息缺失,无法开展三维城市空间中城市景观空间特征分析。第二,以往基于主观数据的景观指数缺乏可靠性。由于个体对城市景观的感知不同,以往基于对城市景观感知的主观问卷调查方法,缺乏具象描绘景观视觉感知质量和空间感知水平的能力。同时以往研究者基于二维平面主观判断所得的权重,赋值后进一步削弱了不同地形梯度下的特征集合在垂直维度的空间异质性,导致以往基于主观问卷访谈数据的景观指数缺乏可靠性。第三,以往基于影响因素、线性因果的分析缺乏普适性。大多数研究使用的分析方法局限于基于线性回归的系数值及显著性分析,对于现实城市问题中的非线性、非因果关系讨论缺失,对特征与特征之间的交互关系的讨论不足,由此导致地形特征与景观指数间的交互作用及与城市活力关系的研究空白,基于线性因果推断的案例研究在不同地形特征的交互作用下对城市活力的影响结论各异,研究结果的普适性较弱、可比性有限。鉴于此,本文将多源城市数据应用至3D城市景观研究领域,从多空间尺度测度、多维度评价视角对3D城市景观及与城市活力的关系进行深入研究,为3D城市建设和管理领域提供系统性的理论研究框架和针对性的决策支撑。首先,本文在借鉴已有研究成果的基础上,对相关概念进行界定,结合紧凑城市及新城市主义理论、景观都市主义理论、景观感知理论、还原论与层次观、活力论与整体论进行理论分析,并对国内外学者研究成果做出批判性总结与讨论,从而构建出符合本研究需求的理论分析框架,为3D城市景观测度及与城市活力的关系研究提供理论支撑。紧接着通过研究区的典型性分析,将重庆市建成区确定为本文研究区域,科学运用城市多源数据融合方法对城市建成区进行提取,经研究尺度选择后,构建出3D城市景观指数测度体系。其次,本文通过景观指数分析法,对3D城市景观空间形态进行测度与评价,从城市景观地块尺度分析三维指数与二维指数的差异性,并从不同的地形梯度视角对3D城市景观空间形态进行分析,明确研究区3D城市景观空间形态在垂直维度的空间分异特征,并对3D城市景观空间形态空间分异特征展开探讨。再次,本文提出并运用两种新的3D城市景观感知算法:3D城市景观可达性算法、3D城市景观可视性算法,从城市景观建筑尺度和不同的地形梯度对3D城市景观感知进行测度与评价,明确研究区3D城市景观感知平面维度的空间分布特征及垂直维度的空间分异特征。然后,本文通过构建基于多源数据融合、XGBoost机器学习算法和SHAP值解译法的3D城市景观-城市活力相关性模型,通过3D城市景观指数与地形特征交互作用,揭示3D城市地形、3D城市景观与不同城市活力组成之间的非线性关系机制。最后,本文通过不同区划分类下3D城市对城市活力的影响研究,归纳不同视角下有益于城市综合活力提升的3D城市景观特征,对城市活力提升导向下的三维城市空间治理提出相关政策建议。本文结合多学科理论基础,构建契合立体化城市发展的3D景观指数体系,提出基于“3D城市景观空间形态-3D城市景观感知-3D城市活力影响”的研究框架,不仅优化和丰富了3D城市景观领域的理论研究,而且还在一定程度上对以往基于二维平面的城市景观研究数据、指数、测度方法、模型进行校正和优化,揭示了3D城市、地形特征、城市景观与城市活力间复杂的关系,提高了测度结果的精度,拓展了相关城市研究的思路,为政府因地制宜开展3D城市规划与建设工作提供理论与决策支撑。