Available via license: CC BY 4.0
Content may be subject to copyright.
ISSN 2410-7360 Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна
‐241‐
https://doi.org/10.26565/2410-7360-2023-58-19
Надійшла4грудня2022р.
УДК 004.9+004.451+911.3+711.433
Прийнята16березня2023р.
До питання виокремлення урбаністичних геоситуацій
Денис Серьогін 1
аспірант кафедри соціально-економічної географії і регіонознавства,
1 Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, м. Свободи, 4, м. Харків, 61022,Україна,
e-mail: den.seryogin@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-0169-4468;
Сергій Костріков 1
д. геогр. н., професор, кафедра соціально-економічної географії і регіонознавства,
e-mail: sergiy.kostrikov@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-4236-8474
Автори подають новітнє поняття урбаністичної геоситуації (УГСит), під якою можна розуміти динамічний аспект існу-
вання різних конфігурацій урбаністичного середовища (УС). Вказане поняття подається в рамках концепції урбогеоситем
(УГС). УС, у свою чергу, є моделлю реально існуючого (фізичного) міського довкілля. Підкреслюється значення міських ме-
шканців у трансформації статичної урбаністичної конфігурації у геоситуацію. Зазначається ефективність використання даних
дистанційного лазерного сканування (лідарні дані) і переходу від двовимірного до тривимірного міського кадастру для вио-
кремлення УГСит. Викладається предметний контент урбаністичної геоситуації і пояснюється її структурна успадкованість
при розростанні міст. На прикладі забудов міст Вашингтон та Харків пояснюються особливості формування геоситуацій та їх
вплив на міський розвиток. Виникаючі геоситуації в міському середовищі є повторюваними і формують різнорангові патерни
геоситуацій. Виокремлення таких патернів впроваджується на підставі ГІС-функціональності візуального аналізу архітектур-
ної морфології міста. Наводиться приклад дослідження патернів геоситуацій за допомогою структурованих наборів лідарних
даних. Пояснюється динамічна мінливість геоситуацій в контексті щоденної концентрації населення в міському середовищі
при зміщенні його центрів тяжіння. Підкреслюється, що УГСит формують структурні інваріанти УГС і можуть бути предста-
влені у якості дискретних ГІС-сутностей. Авторами пропонується веб-ГІС, яка надає інструменти для виокремлення та аналізу
УГСит на підставі лідарних даних. Наводяться також користувацькі сценарії, які можуть бути розраховані в даній веб-ГІС за
обраними геоситуаціями, а саме: аналіз видимості, оцінка енергоспоживання будівель та оцінка чисельності населення по
архітектурній морфології міста.
Ключові слова: геоситуація, урбогеоситема, геоситуаційний патерн, урбаністична конфігурація, міське середовище,
урбаністичні дослідження, ГІС, лідарні дані.
Як цитувати: Серьогін Денис. До питання виокремлення урбаністичних геоситуацій / Денис Серьогін, Сергій Костріков // Вісник Хар-
ківського національного університету імені В. Н. Каразіна, серія «Геологія. Географія. Екологія», 2023. – Вип. 58. – С. 241-256.
https://doi.org/10.26565/2410-7360-2023-58-19
In cites: Serohin Denys, Kostrikov Sergiy (2023). Towards urbanistic geosituation delineation. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National Univer-
sity, series "Geology. Geography. Ecology", (58), 241-256. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2023-58-19 [in Ukrainian]
Вступ до наукової проблеми. Функціону-
вання та розвиток сучасних міст породжують ни-
зку проблем та висувають ряд невідкладних за-
вдань, які можна вирішувати виключно на основі
інноваційних теоретичних підходів та новітніх
технологічних розробок. Наприклад, авторами
цієї статті розроблялася концепція візуального
аналізу міського середовища (ВА МС) як складова
загального урбогеосистемного підходу у суспіль-
ній географії [8, 11, 21]. Ключовою складовою
цих підходу і концепції є урбаністичне середо-
вище (УС) як модель реально існуючого фізич-
ного довкілля міста. Континуальна природа (ква-
зірастерастрове подання) УС, як формалізованої
моделі міського середовища, протиставляється
дискретній природі (квазівекторне подання) ур-
богеосистеми (УГС), як ієрархічній сукупності
функціональних урбогеосистемних складових –
точкових, лінійних та площинних ГІС-примітивів
у тривимірному просторі.
Представлена підхід і концепція містять пе-
вні методологічні особливості обробки даних ди-
станційного зондування щодо урбанізованих те-
риторій, зокрема, через лідар-засоби (LiDAR,
Light Detection and Ranging – англ.). Результати
вказаної обробки формують тривимірну картину
навколишнього простору, що корегується із здіб-
ностями певних сучасних повноформатних ГІС-
платформ надавати візуалізацію у вигляді Триви-
мірної Сцени [9]. Результати дистанційного зон-
дування міського середовища з подальшою обро-
бкою і аналізом похідних даних успішно викори-
стовуються для виокремлення різних конфігура-
цій урбаністичного середовища [10]. Конфігура-
ція УС – статична картина співвідношень, прямих
і зворотних зв’язків об’єктів, процесів та явищ у
міському довкіллі. Подання цієї самої картини у
динамічній площині і буде, на нашу думку, пред-
ставленням урбаністичної геоситуації (УГСит).
Саме таке теоретичне підгрунтя, на нашу ду-
мку, дає можливість визначення поняття та по-
дання сутності урбаністичної геоситуації – дина-
мічної картини у певному екстенті географічного
простору функціональних співвідношень об’єк-
тів, процесів та явищ у міському середовищі із
прямими та зворотними зв’язками між ними. У
©Серьогін Денис, Костріков Сергій, 2023
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
Серія «Геологія. Географія. Екологія», 2023, випуск 58
‐242‐
вказаному полягає мета цієї статті.
Досвід попередніх досліджень. Незважаючи
на визначені претензії на оригінальність геоситу-
аційної концепції, які подавалися ще так званою
Казанською школою радянської географії (вказані
пошуки і наробки дещо пізніше були фіналізовані
визначено аморфною категорією «соціально-еко-
номічної геоситуації» [18]), дійсно ж геоситуа-
ційна парадигма (ГП) була започаткована ще у се-
редині 1960-х років в основному у західній англо-
мовній географії [17].
У наш час, західна ГП трансформувалася у
надскладну предметну галузь, де, наприклад, вва-
жається, що геоситуаційний підхід має ширші мо-
жливості у порівнянні із «ортодоксальним» сис-
темним підходом, оскільки він може бути засто-
совний як до системних, так і до несистемних ге-
осутностей [16]. Подібний висновок у джерелі, на
яке ми посилаємося, робиться у предметній пло-
щині штучного інтелекту (ШІ). Саме дефініції
сталої обумовленості та структурованої причин-
ності сукупності географічних подій є підгрун-
тям для введення поняття геоситуації (ГС) у рам-
ках нейронної мережі (НМ) географічних подій.
За допомогою апробованих методів впрова-
дження НМ – «вибірка з навчанням, без нав-
чання», «графи знань» тощо – автори вважають
можливою відповідь на питання щодо будь-якої
географічної події – чому остання виникла?
Заслуговує, вважаємо, окремої уваги дослі-
дження, яке, за думкою його авторів, запроваджує
новітні принципи виокремлення геоситуацій у зе-
млекористуванні з точки зору методологічних за-
сад предметної галузі геоекології [15]. Вказані ав-
тори вводили певні індекси-співвідношення гео-
кологічно додатних («гео-додатні») та геоекологі-
чно від’ємних («геовід’ємні») типів (систем) зем-
лекористування (land use / land cover systems –
LULC, англ.). «Гео-додатні» системи землекорис-
тування вважалися «більш близькими до природ-
них систем», що, на нашу думку, виглядає деяким
спрощенням. На додаток до індексу геоситуацій
був ведений параметр «відсотка гепозитивних ти-
пів». Масштабування введених параметрів дозво-
лило авторам отримати увесь діапазон сконстру-
йованих сутностей – від найбільш сприятливих
для сталого землекористування ГС до катастрофі-
чних. Хоча автори цього дослідження і оперували
дефініцією «система», однак фактично – лише як
з синонімом «типу землекористування». Тобто
усе подане можна визначено вважати тим саме
прикладом подання геоситуаційного підходу, як
альтернативи системного.
Щодо співвідношення цих двох фундамента-
льних підходів треба окремо зазначити існування
такої точки зору, згідно з якою вони не є альтер-
нативними, а лише доповнюють один одного у
рамках відомих фундаментальних категорій «гео-
система» та «теорія поля у географії» [14]. Геоси-
стема, на думку авторів, має відбивати «організа-
цію географічного об’єкту», а геоситуація – його
динаміку.
Тобто, зважаючи як на декларовану альтерна-
тивність геоситуаційного і системного підходів
відповідно одним авторам, так і на їх взаємне до-
повнення, відповідно іншим дослідникам, можна
зробити наступний попередній висновок. Геосис-
темний підхід так саме, комплексно та ієрарахі-
чно, як і у предметному прикладі «геоситуації че-
рез НМ» [16], або у площині геоекологічної пред-
метної галузі [15] і теорії поля у географії [14]
може характеризувати обстановку, стани і функ-
ціонування географічних складових міського се-
редовища, що складаються у цілісні урбогеосис-
теми [8, 11, 20], саме через залучення такого нові-
тнього поняття, як «урбаністична геоситуація».
Йдеться про поєднання геоситуаційної парадигми
із урбогеоситемним підходом при моделюванні
при моделюванні фізичного міського довкілля че-
рез гадану вище конструкцію «урбаністичне» се-
редовище.
Раніше ми вже доводили значущість візуаль-
ного аналізу міського довкілля в рамках урбогео-
системного підходу [21]. Відповідно, доцільно
припустити домінантне значення цієї концепції у
виокремленні міських конфігурацій і урбаністич-
них геоситуацій. Тим більш, що у вказаному пре-
дметному відношенні достатньо дослідників по-
відомляли про суттєві доробки. У зазначеному ас-
пекті, слід у першу чергу брати до уваги, що за-
стосування подібної методики візуальної оцінки у
межах такого складного комплексно-ієрархічного
об'єкта як міське довкілля, відрізнятиметься від
використання, наприклад, такого відомого інстру-
менту, яким є Viewshed Analysis - VA (англ.) при-
родного рельєфу місцевості [5]. У вказаному від-
ношенні доречно послатися, на перший погляд
здавалося б, досить окремий випадок застосу-
вання VA [19]. У цій статті її автор описує урбані-
зоване середовище, як тривимірний порожній пу-
блічний простір (ПП) між різними структурами
міської забудови, простір, у який також включа-
ється переміщення у часі (у межах цього прос-
тору) «його користувачів», тобто – міських меш-
канців. Відповідно до зробленого визначення, мо-
жна припустити, що останні стають ключовим
чинником трансформації статичної сутності у ди-
намічну: конфігурація УС => урбаністична гео-
ситуація.
Щодо зробленого автором, на якого ми поси-
лаємося визначення урбанізованого середовища
(фактично це – аналог фізичного міського до-
вкілля, яке ми описували у [21]), то воно достат-
ньо наочно ілюструється порівнянням 2D цифро-
ISSN 2410-7360 Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна
‐243‐
вого плану міста із виокремленим ПП з 3D сценою
тієї самої урбанізованої території. Тобто, пода-
ється певне ілюстративне уявлення трансферу від
2D- до 3D Міського Кадастру, яке спирається на,
повторюємо, здавалося б окремий випадок розг-
ляду об'єкта великої міської структури (компле-
ксу PZM / Radisson Hotel, що у м. Щецин,
Польша). У двох аспектах VA - по-перше, цей
комплекс є вираженим міським як функціональ-
ним, так і візуальним атрактором; по-друге, це
найважливіша точка спостереження за величез-
ним сегментом найближчого сусідства у міському
середовищі. Основний висновок, який робиться
автором дослідження на яке ми посилаємось, по-
лягає у тому, що правильно налаштована тривимі-
рна (віртуальна) модель міського середовища (3D
City Model – англ.) повинна розпізнавати та визна-
чати типологію порожнього простору між місь-
кими будинками та спорудами. На нашу думку,
саме структурування такої типології може бути
основним предметом для досягнення тих цілей
VA, які можуть бути пов’язані з виокремленням
УГСит. Такі цілі обговорюються, як і пропону-
ються відповідні рішення у цілій низці літератур-
них джерел [ 1, 2, 4, 6, 12, 13].
Викладення основного матеріалу. Предме-
тний контент урбаністичної геоситуації.
Дещо перефразуючи зробленого у вступі визна-
чення урбаністичної геоситуації, можна сформу-
лювати, що УГСит – це саме динамічний аспект
певного стану міського середовища, у якому існу-
ють об'єкти, процеси і явища з урахуванням осо-
бливостей стану їх самих, і які знаходиться у діа-
лектичній єдності з цим міським середловищем.
Урбаністичні геоситуації існують об'єктивно.
Вони періодично виникають, функціонують, роз-
виваються, зникають і складаються знову на різ-
них просторових рівнях певного міста й у різні
відрізки часу.
В якості УГСит можна представити певний
фрагмент міського середовища у певний момент
часу з унікальними урбогеосистемними властиво-
стями та параметрами в межах досліджуваного
міста. При цьому геоситуація може бути виокре-
млена лише у визначеному контексті дослідження
міста. Наприклад, при аналізі щільності насе-
лення міста, у якості УГСит можуть бути виділені
ділянки міста з максимальними або мінімальними
показниками щільності. У той же час ці ж ділянки
можуть бути пропущені при дослідженні УГСит
у контексті аналізу карт забруднення повітря – в
даному випадку, у якості геоситуацій можуть бути
виділені ділянки з підвищеними показниками за-
бруднення. Таким чином, подібною геоситуацією
може стати будь-яка ділянка міста, яка певним чи-
ном виділяється від решти міста та представляє
інтерес в контексті поточного дослідження.
Важливою властивістю геоситуацій, взагалі,
і УГСит, зокрема, є їхня мінливість. Конфігурації
УГСит постійно змінюються та доповнюються у
міському середовищі як у вертикальному напря-
мку (створення нових вертикальних забудов), так
і у горизонтальному напрямку (реновація старих
забудов). Мінливість УГСит обумовлює утво-
рення різноманітних структурних інваріантів ур-
богеосистеми. Вони існують у певному часовому
відрізку. Можна припустити, що геоситуації у мі-
ському просторі пов'язані між собою відноси-
нами, існує певна структурна успадкованість у
тому розвитку; наступна геоситуація має «струк-
турну пам'ять», що несе відображення попередніх
УГСит.
Структурна успадкованість урбаністичних
геоситуацій яскраво проявляється при розрос-
танні міст та активізації урбанізаційних процесів.
Ще на початковому етапі формування певного мі-
ста, воно набуває певних структурних ознак та
особливостей планування вулично-дорожньої ме-
режі та забудови., які надалі будуть успадковува-
тися при подальшому міському розвитку. Так, по-
будова нових районів чи розширення транспорт-
ної мережі зазвичай виконується з урахуванням
існуючого планування міста, що частково утво-
рює фрактальну подібність міського візерунка. За
рахунок такої структурної успадкованості у міста
формується певний архітектурно-історичний об-
раз і упізнаваний пейзаж, який сам по собі стає
історичною пам'яткою міста, яку важливо збере-
гти у первісному вигляді [11]. Однак, при інтен-
сифікації економічного та технологічного розви-
тку підтримка історичного образу міста може
бути недоцільною в умовах урбанізації. У такому
разі або починають забудовуватися нові райони, у
певному віддаленні від історичного центру, або ж
ухвалюються оптимізаційні рішення щодо реста-
врації та модернізації історичних районів.
Варто зазначити, що структурна успадкова-
ність в нових районах міста послаблюється при
віддалені від його історичного центру. Нові рай-
они зазвичай забудовуються згідно з сучасними
принципами урбаністики, спрямованими на ефе-
ктивне використання міського середовища в умо-
вах стрімкого росту населення. Якщо ж район на-
ближений до центру, то в ньому більшою мірою
виявлятиметься структурна успадкованість, оскі-
льки такі райони будуть більш прив'язані до істо-
ричних вулиць, які вже забудовані за певним пла-
нуванням, окрім того, до цих районів може бути
заданий дизайн код або вимоги до висот будівель,
які запобігають порушенню історичного міського
пейзажу [19]. З появою нових районів форму-
ються нові УГСит, які надалі також будуть успад-
ковуватися, проте на нижчому структурному ра-
нзі. Таким чином, дослідження УГСит дозволяє
Серія «Геологія. Географія. Екологія», 2023, випуск 58
‐244‐
відстежити хронологію змін та розвитку міського
середовища.
Виокремлення урбаністичних геоситуацій
через загальну VA- функціональність. Структурну
успадкованість УГСит можна відстежити на підс-
таві загального візуального аналізу (мається на
увазі звичайний перегляд користувачем результа-
тів VA-функціональності ГІС) при порівнянні су-
часних карт великих міст та їх історичних планів
забудови. Тут також доцільно приймати до уваги
таке важливе поняття як архітектурна морфологія
певного міста, поняття якої можна приймати за фо-
рмалізоване підгрунтя виокремлення як урбаністи-
чних конфігурацій, так і геоситуацій [3].
На рис. 1, складеного авторами, наведено
приклад порівняння плану міста Вашингтон,
складеного П'єром Ланфаном в 1792 з його реалі-
зацією на сучасній карті даного міста. Червоною
лінією обведена зона, яка забудована саме за пла-
ном Ланфана. У цій зоні добре підтримана струк-
турна успадкованість, тому що зона є плановою, і
за період її забудови не відбувалося істотних змін,
які б вимагали реорганізації плану забудови. Хоча
при детальному порівнянні плану з його реаліза-
цією можна виявити безліч невідповідностей, що
виникли через недостатній контроль забудови, у
цілому, загальні обриси плану були збережені.
Вся ця зона, забудована за історичним планом, є
окремим патерном УГ. Цей патерн простежується
на всіх її ділянках.
Рис. 1. Історичний план міста Вашингтон, складений в 1792 році
та його сучасне відображення на карті OpenStreetMap /
Fig. 1. Historical plan of the city of Washington, made in 1792
and its modern display on the OpenStreetMap map
Певні структурні властивості також просте-
жуються і поза зоною історичного плану, що під-
тверджує структурну успадкованість УГСит, але
що далі розростається місто від червоної лінії, то
слабкіше її прояв. Прилеглі райони все ще наслі-
дують певні особливості планування, такі як
площа, висота будівель та їх упорядкованість, але
в них вже спостерігаються деякі відмінності у
прокладанні доріг та щільності забудови. На рис.
2, таким чином, вже можна порівняти сучасну за-
будову планової зони та прилеглого до неї нового
району. Зокрема, простежується зміна у прокла-
данні кварталів – раніше вони забудовувалися у
паралельному порядку, тепер – перпендикулярно
ISSN 2410-7360 Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна
‐245‐
існуючим. Зрозуміло, за фіксованими ілюстраці-
ями у статті важко подати суто динамічний хара-
ктер розвитку геоситуації, однак цього, на нашу
думку достатньо для встановлення загального
тренду.
Якщо провести порівняння між двома відда-
леними районами, то тут спостерігається вже сут-
тєвіша різниця. На рис. 3А зображена УГСит од-
ного зі старих, центральних житлових районів м.
Вашингтон, на рис. 3Б зображений район, що
з'явився пізніше, також із житловою забудовою.
Хоча у новому районі все ще успадковано парале-
льне розміщення кварталів, сама забудова вже
суттєво модернізована. У новій забудові відсте-
жуються нові на той момент тренди районного
планування, що ґрунтуються на зниженні щільно-
сті розміщення будівель для підвищення ком-
форту проживання в цих районах.
Рис. 2. Сучасна забудова м. Вашингтон (за синіми лініями - забудова за історичним планом,
за червоними - нова забудова), візуалізована у середовищі MapBox /
Fig.2. Modern buildings of the city of Washington, visualized in the MapBox environment
(by blue lines - buildings according to the historical plan, by red lines - new buildings)
Рис. 3. Порівняння геоситуацій старого (А) і нового (Б) житлових районів м. Вашингтон
візуалізованих у середовищі MapBox /
Fig. 3. Comparison of the geosituations of the old (A) and new (Б) residential areas
of the city of Washington visualized in the MapBox environment
Серія «Геологія. Географія. Екологія», 2023, випуск 58
‐246‐
Утворення нових УГСит у міській забудові
може бути обумовлено різними факторами: зміна
влади на різних рівнях управління, зміна дер-
жави, яка контролює територію міста, зміна курсу
економічного розвитку, трансформація еконо-
міки, трансформація функціонального призна-
чення міста, поява нових містобудівних трендів та
нових архітектурних стилів, військові дії, сти-
хійні лиха тощо. Деякі з перерахованих факторів
призводять до доволі різких змін у містобуду-
ванні, що може як позитивно, так і негативно по-
значитися на рівні і якості життя в місті. За таких
змін спостерігається мінімальна структурна успа-
дкованість УГСит, і це добре відстежується на су-
часних міських картах.
Прикладний аспект визначення урбаніс-
тичних геоситуацій та геоситуаційні пате-
рни. Прикладом різких змін у міській забудові є
масове панельне будівництво у м. Харкові після
другої світової війни. Було розроблено безліч про-
ектів для розміщення спальних районів поблизу
промислових підприємств разом із підтримкою
транспортної інфраструктури, яка забезпечувала
оптимальну комунікацію між заводами та житло-
вими зонами, в яких проживали працівники від-
повідних заводів.
При такому підході до забудови практично іг-
норувалась структурна успадкованість від попе-
редніх районів та підтримка історичного образу
міста, хоча така забудова утворила нову УГСит,
структурні властивості якої надалі успадковува-
лися при розширенні забудови нових спальних
районів. На рис. 4 зображено приклад різкого пе-
реходу у планувальній структурі при забудові Не-
мишлянського району міста Харків. Нова багато-
поверхова забудова суттєво вплинула на існуючі
поселення: відбулося різке зміщення концентра-
ції населення, у зв'язку з чим зросло шумове за-
бруднення, що позначилося на якості життя у при-
ватному секторі, який був забудований ще до ра-
дянської влади.
Рис. 4. Розміщення старої та нової забудови у Немишлянському районі міста Харків,
візуалізоване у середовищі MapBox /
Fig. 4. Location of old and new buildings in the Nemyshlyansky district of the city of Kharkiv,
visualized in the MapBox environment
Ряд проектів із багатоповерхової забудови
нових спальних районів так і не було реалізовано
за початковим задумом. Через мінливість планів
забудови та мінливість радянської влади місто за-
будовувалося непослідовно. Замість єдиної пла-
нувальної структури в місті утворилося безліч мі-
крорайонів із власними УГСит, яким були харак-
терні унікальні за своєю архітектурою в межах
району будівлі та унікальні особливості їхнього
взаємного розміщення. В результаті такої непла-
номірної забудови виникла істотна диференціація
якості життя не лише між сусідніми мікрорайо-
нами, а й сусідніми дворами, або навіть окремими
будинками, хоча всі вони є частиною забудови од-
ного району.
Згодом наслідки допущених під час плану-
вання помилок можуть посилюватися на рівні ок-
ремих геоситуацій. Зростання кількості насе-
лення, зростання кількості особистих автомобі-
лів, поява нових супермаркетів і торгових центрів
призводить до незбалансованого розподілу насе-
лення, переповнення автопаркувань в окремих
дворах, зниження транспортної доступності буді-
вель, що знаходяться в глибині району, підви-
щення шумового забруднення тощо [9]. Подібних
проблем можна було запобігти на етапі плануван-
ISSN 2410-7360 Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна
‐247‐
ня, якби до уваги бралися існуючі та виникаючі
УГСит. Нині ж низка таких проблем є практично
незворотною за умови збереження будівель.
На рис. 5 зображено приклад проблемної гео-
ситуації, що виникла через непослідовну забу-
дову району. Будівлі А та Б розташовані за 40 ме-
трів одна від одної, але при цьому вони були збу-
довані в різний період часу – будівля Б була збу-
дована задовго до будівлі А. Фактично будівлі від-
носяться до різних геоситуацій у контексті плану-
вальної структури: у них різний об'єм, площа, по-
верховість, порядок розміщення тощо. Будівля А
відноситься до сектора будівель, які були збудо-
вані на місці порожнього простору, що утворився
між двома іншими секторами, забудованими ра-
ніше. Хоча обидві будівлі знаходяться поряд одна
з одною, через хаотичну планувальну структуру
виникла істотна диференціація за рівнем транспо-
ртної доступності цих будівель. Для того, щоб ді-
статися автомобілем до найближчої вулиці з
будинку А необхідно подолати майже в 3 рази бі-
льшу відстань, ніж з будинку Б. Така обставина не
тільки позначається на рівні життя місцевих жи-
телів, а й ускладнює обслуговування цього рай-
ону загалом. Наприклад, сміттєвозам доводиться
заїжджати в кожен такий двір окремо, витрача-
ючи час та бензин; автомобілям швидкої допо-
моги та пожежникам доводиться долати набагато
більшу відстань для того, щоб дістатися місця, до
якого можна було б дістатися швидше при більш
грамотному плануванні. Крім того, для економії
часу деякі жителі з будинку А використовують
в'їзд до будинку Б і місця для паркування біля
цього будинку – це також викликає локальні кон-
фліктні ситуації. Подібні проблеми, що виника-
ють на рівні геоситуацій, викликають ефект до-
міно і сповільнюють функціонування всього мі-
ста. Ігнорування УГ призводить до того, що про-
блеми повторюються, успадковуються та посилю-
ються.
Рис. 5. Проблемна геоситуація у житловому районі м. Харків (будівля А – пізня забудова,
будівля Б – рання забудова), візуалізована у середовищі MapBox /
Fig. 5. A problematic geosituation in a residential area of Kharkiv, visualized in the MapBox environment
(building A – late construction, building Б – early construction)
З використанням тривимірних карт та супут-
никових знімків можна виявляти безліч УГСит у
міському плануванні, порівнювати їх між собою,
оцінювати їх переваги та недоліки, виявляти тен-
денції, екстраполювати розвиток геоситуацій у
майбутньому та приймати оптимальні рішення
для запобігання негативним наслідкам такого ро-
звитку.
Однією з властивостей УГСит є те, що вони
повторюються – одна і та сама геоситуація за збі-
гом певних конфігурацій може багаторазово спо-
стерігатися у певному екстенті урбанізованого
простору. Геоситуації, що повторюються зі спіль-
ними властивостями, на нашу думку, формують
різнорангові патерни геоситуацій. Загалом чим
вище ранг патерну – тим більші території він охо-
плює та за більш узагальненими властивостями і
параметрами. Наприклад, одноповерхова забу-
дова у місті формує патерн високого рангу, але в
межах території такого патерну можуть бути ви-
явлені патерни низького рангу – це окремі діля-
нки, які об'єднуються за більш вузьким набором
властивостей, наприклад, одноповерхові будівлі з
двосхилими дахами. Патерни УГСит можуть
Серія «Геологія. Географія. Екологія», 2023, випуск 58
‐248‐
також бути сформовані унікальними конфігураці-
ями їх елементів, наприклад взаємним розміщен-
ням будівель різних розмірів, що мають певну
впорядкованість.
Високорангові патерни зазвичай характери-
зують сталі геоситуації, які мають власний істо-
ричний контекст утворення – до таких геоситуа-
цій можуть відноситись окремі вулиці та райони
міста, забудовані в певну історичну епоху, або ж
цілі міста. Низькорангові патерни, у свою чергу,
характерні більш мінливим геоситуаціям, які ви-
никли внаслідок локальних природних особли-
востей та умов місцевості, чи внаслідок локаль-
них подій в міському середовищі, наприклад, по-
яви підприємств, офісних та торгових центрів, що
стягують концентрацію населення.
На рис. 6 зображений приклад виокремлення
різнорангових патернів геоситуацій на прикладі
одного із районів міста Харкова. Території з одно-
поверховою та багатоповерховою забудовою фор-
мують два різні патерни високого рангу. Далі, у
межах багатоповерхової забудови виділяється
безліч низькорангових патернів геоситуацій.
Вказану просторову класифікацію, якою є
Рис. 6. Виокремлення різнорангових патернів геоситуацій у м. Харків
з використанням додатку Google Earth /
Fig. 6. The delineation of different rank patterns of geosituations in the city of Kharkiv
using the Google Earth application
виокремлення геоситуаційних патернів у певному
географічному екстенті урбанізованогло прос-
тору, на нашу думку, важко переоцінити у аспекті,
наприклад, визначення функціонального зна-
чення урбогеоситеми при аналізі певних особли-
востей міського соціуму [25].
Вище йшлося про так звані кінцеві геоситуа-
ційні патерни. Чим більше враховується змінних
при розгляді архітектурної морфології міста для
виокремлення геоситуацій, тим більше різних
проміжних патернів можна виділити. Наприклад,
якщо розглядається розміщення будівель тільки в
горизонтальному напрямку – буде виділено один
набір патернів, якщо ж буде враховуватися і вер-
тикальний напрямок (тобто, висота забудови), тут
може спостерігатися вже інший набір патернів, у
новій комбінації [24].
Тривимірні карти (3D Сцени, як визначалося
вище) дозволяють виділяти такі геоситуації, які
неможливо виявити на звичайних двовимірних
носіях картографічної інформації, навіть – цифро-
вих. Так, на рис. 7 зображені двовимірна та три-
вимірна карти однієї і тієї ж ділянки забудови. На
рис. 7Б виділено ділянку з більш багатоповерхо-
вою забудовою, порівняно з іншими ділянками.
Ця ділянка на тривимірній карті формує окрему
УГСит, яка при цьому не відстежується на двови-
мірній карті (рис. 7А). Наведений приклад ще раз
демонструє суттєві переваги тривимірного місь-
кого автоматизованого кадастру перед двовимір-
ним, про що нами вже робилося зауваження вище
у тексті.
ISSN 2410-7360 Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна
‐249‐
Рис. 7. Порівняння двовимірної (А) та тривимірної (Б) візуалізації геоситуації
в урбанізованому середовищі /
Fig. 7. Comparison of 2D (A) and 3D (Б) visualization of the geosituation in an urbanistic environment
Компаративний аналіз геоситуаційних па-
тернів. На підставі геоситуаційного підходу мо-
жна ефективно порівнювати між собою різні па-
терни геоситуацій, виокремивши з них окремі
геоситуації однакової площі. Для порівняння мо-
жна використовувати ГІС-інструменти та триви-
мірні моделі відповідних геоситуацій, за якими
можна візуально проаналізувати місцевість, а та-
кож обрахувати різні кількісні показники, такі як
щільність забудови, середня площа, висота буді-
вель, їх дисперсія, тощо. За рахунок такого ана-
лізу можна дати певну узагальнену оцінку стосо-
вно ефективності використання території для
того чи іншого патерну геоситуацій, наприклад,
можна оцінити характер урбанізаційних процесів,
комфортність проживання, рівень завантаженості
території, тощо. Використання рівних за площею
територій дозволяє обчислити середні та оптима-
льні кількісні показники для цілого району чи ці-
лого міста. Хоча такий розрахунок не дає вичерп-
ної оцінки про реальну обстановку на обраній те-
риторії, він дає можливість висувати певні припу-
щення про потенційні проблеми, які можуть бути
актуальними для однієї території, та не є актуаль-
ними для іншої.
Вище у цьому тексті ми вже наводили прик-
лади застосування загальної VA-функціонально-
сті ГІС для виокремлення геоситуацій по резуль-
татах перегляду користувачем результатів побу-
дови 3D сцен. Щодо компаративного аналізу гео-
ситуаційних патернів (КАГП) ми пропонуємо за-
стосування у перспективі чотирьох наступних
предметних сегментів інструментарію повнофор-
матної ГІС-платформи (наприклад, ArcGIS 10.X),
три з яких знаходяться поза загальною візуаліза-
цією:
Аналіз близькості і оверлей:
вимірювання відстаней;
побудова буферних зон;
визначення перетину об’єктів;
Аналіз динаміки процесів та явищ:
об’ємометричний аналіз феномену, який
розраховує моделі просторового розповсю-
дження;
аналіз потокової динаміки;
Визначення 3D щільності процесів:
просторова тривимірна диференціація
звичайних двовимірних даних по території міста
(наприклад – демографічних);
Загальна VA-функціональність (аналіз ви-
димості):
виокремлення геоситуаційних патернів із
різних точок спостереження.
Ще раз треба підкреслити, що впровадження
трьох із чотирьох предметних сегментів КАГП –
ціль наших майбутніх досліджень, а тут ми обме-
жуємося лише загальним аналізом видимості ар-
хітектурної морфології у певних екстентах урба-
нізованого простору (рис. 2-7).
Необхідність порівняння патернів геоситуа-
ції по територіям з однаковою площею вдало по-
єднується з особливістю збору та обробки лідар-
них даних (LiDAR, про що вже згадувалося у
Вступі до статті), які для полегшення їх аналізу
розбиваються на окремі, рівні за площею квад-
рати – тайли. Вдало розташовані тайли можуть
повністю відповідати окремому патерну геоситу-
ації, що, повторюємо, значно полегшує його вио-
кремлення. У ході обробки цих даних з таких тай-
лів витягуються тривимірні моделі будівель, і
Серія «Геологія. Географія. Екологія», 2023, випуск 58
‐250‐
саме ці моделі надалі аналізуються в ГІС і зістав-
ляються з моделями інших тайлів. Один із авторів
цієї статті тексту вже виконував таке порівняння
забудови окремих тайлів лідарних даних по місту
Вашингтон: для побудови тривимірних моделей
було обрано окремі патерни житлової забудови,
які представляли інтерес для оцінки щільності
забудови та архітектурної морфології (рис. 8А)
[23]. Також для тайлів всього міста було розрахо-
вано показники щільності забудови, середньої
площі та висоти будівель, розподіл яких був візу-
алізований на двовимірній карті тайлів міста Ва-
шингтон (рис. 8Б).
Таким чином, геоситуаційний підхід є, на
Рис. 8. Тривимірна візуалізація патернів геоситуацій (А) та карта щільності забудови
м. Вашингтон (Б) на підставі лідарних даних [23] /
Fig. 8. 3D-visualization of geosituation patterns (A) and a map of the buildins density
in the city of Washington (Б) based on lidar data [23]
нашу думку, дуже зручним саме при аналізі ліда-
рних даних, оскільки для нього може бути доста-
тньо невеликих фрагментів даних, що покрива-
ють лише окремі геоситуації міста. Для вивчення
певної геоситуації можна змоделювати лише за-
будову з конкретного патерну геоситуації, далі
проаналізувати цю забудову, порахувати кількісні
показники, дати оцінку планування, архітектур-
ної морфології, після чого поширити вилучені
властивості на інші ділянки міського середовища,
які стосуються даного патерну. Такий підхід осо-
бливо актуальний для міст із високою структур-
ною успадкованістю у міському плануванні.
Динамічна мінливість геоситуацій. Пате-
рни геоситуацій і користувацькі сценарії їх ви-
окремлення через веб-ГІС. Ще однією властиві-
стю УГСит, яка має бути обговорена, є їх мінли-
вість. Так, незважаючи на те, що УГСит на від-
міну від урбаністичної конфігурації є динамічною
сутністю сама по собі, її мінливість можна вва-
жати, так би мовити, «динамічним параметром
другого порядку».
Ця властивість має проявлятися при дослі-
дженні міста в контексті щоденного розподілу
концентрації населення. У високоурбанізованих
містах регулярно відбуваються зміни, пов'язані
або з появою нових об'єктів різного призначення
(магазинів, закладів громадського харчування, па-
рків, спортивних майданчиків, арт-об'єктів, інста-
ляцій, ярмарків тощо) або зі зникненням таких
об'єктів. Такі зміни призводять до виникнення
УГСит навколо певних центрів тяжіння міського
населення. Ці геоситуації є непостійними – вони
періодично з’являються, зникають та зміщуються
в залежності від пори доби, пори року, або специ-
фіки функціонування відповідних центрів тя-
жіння. Наприклад, поява нового торговельного
центру у місті викликає тимчасове транспортне
навантаження на дорогах та стоянках навколо
цього торговельного центру, але згодом у насе-
лення падає інтерес до цього закладу, і відповідно
знижується транспортне навантаження. Однак,
навантаження може знову підвищиться в цьому ж
місці в окремі періоди року, наприклад, перед свя-
тами, коли у населення підвищуються потреби в
послугах об'єктів торгового центру. Патерни гео-
ситуацій такого роду найкраще проявляються на
теплових картах міста. Вони також можуть бути
як вищого рангу, наприклад, центри тяжіння на-
вколо центральних вулиць міста та історичних па-
ркових, рекреаційних зон, так і нижчого рангу –
навколо окремих закладів.
Як вже зазначалося раніше, урбаністичні гео-
ситуації формують структурні інваріанти урбо-
ISSN 2410-7360 Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна
‐251‐
геосистеми. Таким чином, патерни геоситуацій є
окремими частинами УГС на її різних ієрархічних
рівнях. Якщо ми виокремлюємо певні урбогеоси-
стемні властивості на рівні певної геоситуації,
можна очікувати, що ці ж властивості спостеріга-
тимуться і у інших урбаністичних геоситуаціях,
що утворилися за аналогічних умов, тобто тих,
що відносяться до аналогічних патернів. Якщо
досліджувана геоситуація характеризує певну
проблему у забудові, що впливає на функціону-
вання міста та комфортність проживання, то її мо-
жна зафіксувати, вивчити причини її виникнення,
і запобігти її поширення у подальшій забудові мі-
ста за поточним патерном.
Для пошуку, виокремлення та аналізу УГСит
пропонується використання двох складових: ка-
рти глобального покриття (відкриті бази геода-
них) та ГІС-інструментарій (рис.9). Карти дозво-
ляють виконати попередній перегляд та оцінку мі-
сцевості, виокремити УГСит та завантажити для
неї необхідні дані. До таких карт відносяться
OpenStreetMap, Google Earth, MapBox, а також рі-
зні карти, що надають відкритий доступ до гео-
просторових даних щодо певних країн/міст. Як
правило, до таких карт додається відповідний ін-
струментарій, що дозволяє отримувати потрібні
дані з досліджуваної геоситуації [23, 24]. Вилу-
чені дані потім завантажуються в ГІС (як настіль-
ні, веб- так і портативні), які надають безліч ін-
струментів для візуалізації, відтворення та ана-
лізу геоситуацій. Загальна схема операційних
процедур і похідних результатів наводиться на на-
ступній ілюстрації (рис. 9).
Сама по собі УГСит може бути розкладена на
сукупність точкових, лінійних та полігональних
об'єктів, як і будь-яка інша ГІС-сутність, напри-
клад – та сама урбогеоситема [8, 11]. Але також
вона може бути сукупністю дискретних тривимі-
рних моделей забудови. До таких сутностей може
бути також привласнена різна атрибутивна інфо-
рмація, отримана з тих же самих відкритих дже-
рел або розрахована у самій ГІС [22].
Сукупність ГІС-об'єктів, що описують УГ,
формують базу геоданих, в якій різні об'єкти, які
належать до геоситуації, містяться в окремих ка-
тегоріях – класах об'єктів. Збільшення точності
категоризації об'єктів, розбиття класів об'єктів на
підкласи, додавання правил та відносин для об'є-
ктів УГСит розширюють можливості її геопрос-
торового аналізу через архітектурну морфологію
міста [3]. Наприклад, точна класифікація і розпо-
діл будівель міста за функціональним призначен-
ням дозволить уникнути помилкових оцінок насе-
лення за об'ємо-метричним методом для будівель,
які не відносяться до житлових.
ГІС можуть застосовуватись не тільки для
Рис. 9. Схема виокремлення та аналізу урбаністичних геоситуацій
за допомогою карт глобального покриття та ГІС /
Fig. 9. The scheme for identifying and analyzing urbanisctic geosituations
using global coverage maps and GIS
проведення міських досліджень за перевіреними
методиками, але й для перевірки та розробки но-
вих інструментів та нових підходів до вивчення
міського середовища. На прикладі певних геоси-
Серія «Геологія. Географія. Екологія», 2023, випуск 58
‐252‐
туацій, представлених у вигляді обмеженого на-
бору даних можна застосовувати різні експери-
ментальні інструменти і якщо вони підтверджу-
ють свою доцільність, то їх можна застосовувати
на більш об'ємних наборах даних, що покривають
всю територію міста.
Деякі ГІС можуть поєднувати у собі функції
представлених на рис. 9 складових. Так, в насті-
льні ГІС за допомогою додаткових модулів може
бути інтегрована карта глобального покриття або
може бути підключена зовнішня база даних. Це
дозволяє досліджувати міську місцевість, знахо-
дити урбаністичні геоситуації та аналізувати їх,
перебуваючи в одному ГІС-середовищі. Зокрема,
такий функціонал реалізований у програмах
ArcGIS та QGIS [22].
Обидва автори статті приймали безпосере-
дню участь у розробці веб-ГІС ELiT Geoportal та-
кож надає зручне середовище для одночасного
пошуку та аналізу урбаністичних геоситуацій
(www.eos.com). У цій веб-ГІС, за допомогою JS-
бібліотеки Cesium, реалізована карта глобального
перегляду з покриттям OpenStreetMap [7]. За да-
ною картою можна можна знайти та виокремити
УГСит в якості області інтересу (Area of Interest,
AOI – англ.) за допомогою вбудованих інструмен-
тів запиту та вибірки. За наявності даних, що по-
кривають виділену область, за ними виконується
тривимірне моделювання та подальша візуаліза-
ція на тій самій карті та на тій самій області інте-
ресу, за якою виконувався запит. При цьому на ок-
ремих шарах карти вже існує готова тривимірна
візуалізація окремих високорангових патернів
геоситуацій. У ELiT Geoportal також впроваджено
ряд користувацьких сценаріїв (use cases – англ) у
вигляді окремих інструментів аналізу тривимір-
них моделей забудови за обраними геоситуаці-
ями. До таких юзкейсів належать: аналіз видимо-
сті, оцінка енергоспоживання будівель та оцінка
чисельності населення у будинках.
Користувацький сценарій аналізу видимості
виконувався для низькорангових урбаністичних
геоситуацій. Сутність даного юзкейсу полягає у
побудові півсфери видимості яка моделює види-
мий об’єм у міському середовищі з позиції спос-
терігача на місцевості [14]. Побудова кількох пів-
сфер у межах одного патерну УГСит дозволяє
дати комплексну оцінку видимості на всіх ділян-
ках території із забудовою, що відноситься до да-
ного патерну (рис. 10).
Інші два користувацькі сценарії є наступ-
ними. Оцінка енергоспоживання будівель викону-
ється для високорангових патернів УГСит – окре-
мих міських районів чи цілих міст. Для будівель
розраховується приблизні показники їх енерго-
споживання на підставі їх геометричних характе-
ристик, виокремлених з лідарних даних (площа,
висота та об’єм), та семантичних характеристик,
отриманих з відкритих джерел (вік будівлі, тип
користування).
Розподіл енергоспоживання по будинках у
міському просторі допомагає відстежити істори-
чні промислові райони, а також найбільш пробле-
мні міські геоситуації з точки зору енергоспожи-
вання, які потребують вжиття певних оптиміза-
ційних заходів.
За схожим принципом виконується оцінка чи-
сельності населення по архітектурній морфології
міста у проміжках між переписами – для кожної
житлової будівлі розраховується очікувана кіль-
кість населення за об’ємо-метричним методом.
Такий підхід передбачає пропорційність обсягу
будівлі та очікуваної кількості населення, яка в
ній може проживати. У цілому застосування да-
ного підходу є доцільним, за умов суспільної не-
достатності реальних показників чисельності на-
селення [7]. Розрахована на геоситуативному рі-
вні чисельність населення дозволяє відстежити
загальну закономірність розподілу населення в
урбаністичному середовищі, а також виявити де-
які низькорангові геоситуації у такому розподілі.
Висновки. Таким чином, описаний геоситу-
аційний підхід може суттєво полегшити дослі-
дження міського середовища, і цьому сприяє пе-
вна структурність планування міста та його скла-
дових елементів: вулично-дорожньої мережі, за-
будованих районів та окремих масивів будівель.
Виокремлення урбогеосистемних властивостей
міста на рівні геоситуацій може дати низку пере-
думов для оцінки обстановки у всьому місті, оскі-
льки геоситуації є повторюваними і підтримують
структурну успадкованість.
У нашому тексті вперше подається і дово-
диться та сутність геоситуаційного підходу в ур-
баністичних дослідженнях, яка основується, по-
перше, на відповідному понятті, яке використову-
валося у інших географічних предметних галузях,
а, по-друге – на авторській концепції урбогеосис-
тем. Ми намагалися докладно розкрито сутність
урбаністичних геоситуацій, а також особливості
їх виникнення, існування та розвитку у міському
середовищі, що може відстежуватися на сучасних
картах глобального покриття та тривимірних мо-
делях архітектурної морфології міста.
Ефективному дослідженню різноманітних
геоситуацій сприяють сучасні повноформатні
ГІС, які здатні швидко обробляти та візуалізувати
набори даних порівняно малого обсягу, що, як
правило, стосуються окремих геоситуацій. У вка-
заному відношенні принциповим є застосування
веб-ГІС, які мають доступ до баз картографічних
та інших даних глобального покриття.
ISSN 2410-7360 Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна
‐253‐
Рис. 10. Користувацький сценарій аналізу видимості для виокремлення патернів УГСит /
Fig. 10. Use-case of visibility analysis for extracting urbanistic geosituations patterns
Серія «Геологія. Географія. Екологія», 2023, випуск 58
‐254‐
Список використаної літератури
1. Bartie P. Advancing visibility modelling algorithms for urban environments [Text] / P. Bartie, F. Reitsma, S. Kingham,
S. Mills // Computers, Environment and Urban Systems. – 2010. – Vol. 34. – P. 518-531. DOI:
https://doi.org/10.1016/j.compenvurbsys.2010.06.002
2. Benedikt M.L. To take hold of space: isovists and isovist fields [Text] / M.L. Benedikt // Environment and Planning B.
– 1979. – Vol.6. – P. 47-65. DOI: https://doi.org/10.1068/b060047
3. Cheer, B.C. Urban morphology as a research method. Planning Knowledge and Research [Text] / Edited by T.W.
Sanchez. – Routledge: NewYork, NY, USA. – 2017. – P. 167-181. DOI: http://dx.doi.org/10.4324/9781315308715-11
4. Czyńska, K.: Application of Lidar Data and 3D-City Models in Visual Impact Simulations of Tall Buildings [Text] /
K. Czyńska //, Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci. – 2015 – Vol.XL-7/W3. – P. 1359-1366, DOI:
https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XL-7-W3-1359-2015
5. De Floriani, L., Magillo P. Intervisibility on terrains [Text] /. In: P. A. Longley, M. F. Goodchild, D. J. Maguire &
D. W. Rhind, eds. // Geographic Information Systems: Principles, Techniques, Management and Applications. John
Wiley & Sons. – 1999. – P. 543–556.
6. Jiang, B., Claramunt, C. Integration of space syntax into GIS: new perspectives for urban morphology [Text] / B.
Jiang, C. Claramunt // Transactions in GIS. – 2005. – Vol.6. – No.3. – P. 295-309. DOI: https://doi.org/10.1111/1467-
9671.00112
7. Kostrikov S. ELiT, multifunctional web-software for feature extraction from 3D LiDAR point clouds [Text] / S.
Kostrikov, R. Pudlo, D. Bubnov, V. Vasiliev // ISPRS International Journal of Geo-Information. – 2020. – Vol.9. –
No.11. – P. 650- 885. DOI: http://dx.doi.org/10.3390/ijgi9110650
8. Kostrikov S. Geoinformation approach to the urban geographic system research (case studies of Kharkiv region)
[Text] / S. Kostrikov, L. Niemets, K. Sehida [and other] // Вісник Харківського національного університету імені
В. Н. Каразіна, серія "Геологія. Географія. Екологія". – Вип. 49. – Х.: ХНУ, 2018. – С. 107-121. DOI:
https://doi.org/10.26565/2410-7360-2018-49-09
9. Kostrikov S. Studying of urban features by the multifunctional approach to LiDAR data processing /S. Kostrikov, R.
Pudlo, A. Kostrikova, D. Bubnov // IEEE Xplore Digital Library, 2019. – Electronic ISSN: 2642-9535. – DOI:
http://dx.doi.org/10.1109/JURSE.2019.8809063
10. Kostrikov S. Urban environment 3D studies by automated feature extraction from LiDAR point clouds [Text] / S.
Kostrikov, D. Bubnov, R. Pudlo // Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна, серія
"Геологія. Географія. Екологія". – Вип.52. – Х.: ХНУ, 2020. – С. 156-182. DOI: https://doi.org/10.26565/2410-
7360-2020-52-12
11. Kostrikov S., Seryogin D. Urbogeosystemic Approach to Agglomeration Study within the Urban Remote Sensing
Frameworks. Urban Agglomeration [Text] / Edited by A. Battisti and S. Baiani.- London – Milan – Zagreb: INTECH
Open. – 2022. – P. 1-23. DOI: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.102482
12. Natapov A. Can visibility predict location? Visibility graph of food and drink facilities in the city [Text] A. Natapov,
D. Czamanski, D. Fisher-Gewirtzman // Survey Review. – 2013. – Vol.45. – P. 462-471. DOI:
https://doi.org/10.1179/1752270613Y.0000000057
13. Rana S, Batty M. Visualising the structure of architectural open spaces based on shape analysis [Text] / S. Rana, M.
Batty // International Journal of Architectural Computing. – 2004. – Vol. 18. – P. 1123-1132. DOI:
https://doi.org/10.1260/1478077041220241
14. Rubtsov V.A. Field theory in Geography and stable structure of geoformations [Text] / V.A. Rubtsov, N.K. Gabdrakh-
manov, M.R. Mustafin [and other] // Mediterranean Journal of Social Sciences. – 2015. – Vol. 6. – No.3. – P.673-
677. DOI: https://doi.org/10.5901/mjss.2015.v6n3p673
15. Samoilenko V., Dibrova I. Geoecological situation in land use [Text] / V. Samoilenko, I. Dibrova // Journal of Envi-
ronmental Research, Engineering and Management. – 2019. – Vol. 75. – No.2. – P. 36-46. DOI:
https://doi.org/10.5755/j01.erem.75.2.22253
16. Stephen S., Li W., Hahmann T. Geo-Situation for Modeling Causality of Geo-Events in Knowledge Graphs [Text] / S.
Stephen, W. Li, T. Hahmann // arXiv preprint arXiv:2206.13658. – 2022. DOI:
https://doi.org/10.48550/arXiv.2206.13658
17. Tobler W.R. Computation of the correspondence of geographical patterns [Text] / W.R. Tobler // Papers of the Re-
gional Science Association. – 1965. – Vol. 15. – P. 131-139. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01947869
18. Trofimov A., Pianova O. Social-Economucal Situation Analysis [Text] /A.Trofimov, O. Pianova // 10th Europ. Colloq.
of Theoretical and Quantitative Geography, Sept. 6-10, 1997. Rostock, Germany. Inst. of Regional Geography, Leip-
zig, 1997. – P. 86-88.
19. Zvolinski A. A day in a shadow of high-rise: 3D parameterization and use of public space around pżm / hotel radisson
building complex in center of Szczecin [Text] / A. Zvolinski // Architecture et Artibus. – 2014. – Vol.1. – P. 67-71.
20. Безрук В.А., Костріков С.В., Чуєв А.С. ГІС-аналіз функції урбогеосистеми з метою оптимізації розміщення
закладів громадського харчування (на прикладі м. Харків) [Текст] / В.А. Безрук, С.В. Костріков, А.С. Чуєв //
Часопис соціально-економічної географії. – 2016. – Вип.21(2). – С. 91-101.
21. Костріков С. Візуальний аналіз урбаністичного середовища як складова урбогеосистемного підходу [Текст]
/ С. Костріков, Д. Серьогін, В. Бережний // Часопис соціально-економічної географії. – 2021. – Вип.30(1). – С.
7-23. DOI: https://doi.org/10.26565/2076-1333-2021-30-01
ISSN 2410-7360 Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна
‐255‐
22. Костріков С.В. Практикум із створення ГІС-карт, просторового аналізу і геообробки на повноформатних
ГІС-платформах (на прикладі ArcGIS 10.2 і QGIS 3.16): Навчально-методичний посібник для студентів вишів
/ С. В. Костріков, Д. С. Серьогін, К. О. Кравченко. – Харків, 2022. – 499 с.
23. Серьогін Д.С. Аналіз урбогеосистемних властивостей просторово-географічного екстенту міста Вашинг-
тон через ГІС-моделювання на підставі обробки лідарних даних (дистанційного лазерного сканування): ква-
ліфікаційна робота магістра. – Харків, 2019. 105 с.
24. Серьогін Д.С. ГІС-моделювання та тривимірна візуалізація міської забудови в середовищі веб-ГІС порталу
Mapbox [Текст]/ Д.С. Серьогін // Регіон – 2021: стратегія оптимального розвитку: матеріали міжнародної
науково-практичної конференції (м. Харків, 21 жовтня 2021 р.) / Харків, 2021. – С. 157-159.
25. Чуєв О. С. Оцінка через ГІС-засоби просторової диференціації благоустрою міста як функції урбогеосистеми
(на прикладі м. Харків) [Текст] / О. С. Чуєв, С. В. Костріков // Часопис соціально-економічної географії: мі-
жрег. зб. наук. праць. – 2015. – Вип.18 (1). – С. 52-62. DOI: https://doi.org/10.26565/2076-1333-2015-18-09
Внесокавторів:всіавторизробилирівнийвнесокуцюроботу
Towards urbanistic geosituation delineation
Denys Serohin 1,
PhD Student of the Department of Human Geography and Regional Studies,
1 V.N. Karazin Kharkiv National University, 4 Svobody Sq., Kharkiv, 61022, Ukraine;
Sergiy Kostrikov 1,
DSc (Geography), Professor of the Department of Human Geography and Regional Studies
ABSTRACT
Introduction. Modern cities are complex and rapidly expanding systems. For their more effective study, it is nec-
essary to use methods of urban remote sensing, in particular, LiDAR survey. Processed LiDAR survey data, visualized in
a 3D scene, model a certain urban configuration that represents a static picture of the relationships between objects,
processes and phenomena in the urban environment. The representation of such configurations in the dynamic plane are
urbanistic geosituations.
The main research objective of the paper is to define the concept and present the essence of the urbanistic geosituation.
Results. The urbanistic geosituation is a dynamic aspect of a certain state of the urban environment, in which there
are objects, processes and phenomena that are in dialectical unity with this urban environment. The urbanistic geosituation
can be represented as a separate area of the urban environment in a certain research context with a specific state that is
currently not inherent in other areas.
The article describes in detail the property of the structural heredity of geosituations, which can be traced during the
growth of cities. New buildings and roads are laid out taking into account the existing layout, thus inheriting the structure
of the original geosituations.
On the example of the city of Washington using 2D and 3D maps, the article discusses the features of identifying
inherited urbanistic geosituations using the general functionality of visual analysis. On the example of the city of Kharkiv
are described urban problems that arise as a result of unplanned development and ignoring the structural heredity of
urbanistic geosituations.
Repeating geosituations with common properties and internal configurations are combined into different rank ge-
osituational patterns, which are tracked on city maps with the naked eye. The higher the rank of the pattern, the more
stable it is, and the larger territories it covers in terms of more generalized properties. The formation of geosituations
patterns is successfully combined with the feature of collecting and storing LiDAR data, which are divided into many
areas of the same size – tiles.
An important property of urbanistic geosituations is their variability, which manifests itself in the city study in the
context of the daily population concentration. Diverse internal urban processes and phenomena often lead to the emer-
gence of urbanistic geosituations that characterize the temporary gravity centers of the population.
To search, identify and analyze urbanistic geosituations, it is necessary to use two key components – global coverage
maps and geographic information systems (GIS). The article describes a special web-GIS that combines these components
and provides an environment for exploring urbanistic geosituations in a 3D scene. Three use-cases are also proposed for
analyzing urban systems at the geosituational level: visibility analysis, buildings energy consumption estimation, and
population estimation [11, 21].
Conclusions. The geosituational approach in urban research can significantly improve the urban environment study.
The repeatability of urban geosituations and the small data sets that can be obtained using LiDAR surveys provide grounds
for their effective analysis and visualization in GIS, as a result of which it is possible to extract urban geosystem properties
that can be relevant for the entire city.
Keywords: geosituation, urbogeosystem, geosituational pattern, urbanistic configuration, urban environment, ur-
ban studies, GIS, LiDAR data.
Серія «Геологія. Географія. Екологія», 2023, випуск 58
‐256‐
References
1. Bartie P. Reitsma F. [and other]. (2010). Advancing visibility modelling algorithms for urban environments. Com-
puters, Environment and Urban Systems. 34, 518-531. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compenvurbsys.2010.06.002
2. Benedikt M.L. (1979). To take hold of space: isovists and isovist fields. Environment and Planning B. 6, 47-65. DOI:
https://doi.org/10.1068/b060047
3. Cheer, B.C. (2017). Urban morphology as a research method. Planning Knowledge and Research: NewYork, NY,
USA. 167-181, DOI: http://dx.doi.org/10.4324/9781315308715-11
4. Czyńska, K. (2015). Application of Lidar Data and 3D-City Models in Visual Impact Simulations of Tall Buildings.
Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci. XL-7/W3, 1359-1366, DOI: https://doi.org/10.5194/isprsar-
chives-XL-7-W3-1359-2015
5. De Floriani, L., Magillo P. (1999). Intervisibility on terrains. Geographic Information Systems: Principles, Tech-
niques, Management and Applications. John Wiley & Sons, 543-556
6. Jiang, B., Claramunt, C. (2005). Integration of space syntax into GIS: new perspectives for urban morphology. Trans-
actions in GIS. 6(3), 295-309, DOI: https://doi.org/10.1111/1467-9671.00112
7. Kostrikov S., Pudlo R., Bubnov D., Vasiliev V. (2020). ELiT, multifunctional web-software for feature extraction from
3D LiDAR point clouds. ISPRS International Journal of Geo-Information. 9(11), 650-885, DOI:
http://dx.doi.org/10.3390/ijgi9110650
8. Kostrikov, S., Niemets, L., Sehida, K. [and other]. (2018) Geoinformation approach to the urban geographic system
research (case studies of Kharkiv region). Visnyk of V.N. Karazin Kharkiv National University. Series “Geology.
Geography. Ecology”, 49, 107-121. DOI: https://doi.org/10.26565/2410-7360-2018-49-09
9. Kostrikov, S., Pudlo, R., Kostrikova, A. [and other]. (2019). Studying of urban features by the multifunctional ap-
proach to LiDAR data processing. IEEE Xplore Digital Library. Electronic ISSN: 2642-9535, DOI:
http://dx.doi.org/10.1109/JURSE.2019.8809063
10. Kostrikov S, Bubnov D, Pudlo R. (2020). Urban environment 3D studies by automated feature extraction from LiDAR
point clouds. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University, series “Geology. Geography. Ecology”, 52, 156-
182. DOI: https://doi.org/10.26565/2410-7360-2020-52-12
11. Kostrikov S., Seryogin D. (2022). Urbogeosystemic Approach to Agglomeration Study within the Urban Remote Sens-
ing Frameworks. Urban Agglomeration: INTECH Open. 1-23, DOI: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.102482
12. Natapov A. Czamanski D., Fisher-Gewirtzman D. (2013). Can visibility predict location? Visibility graph of food and
drink facilities in the city. Survey Review, 45, 462-471, DOI: https://doi.org/10.1179/1752270613Y.0000000057
13. Rana S, Batty M. (2004). Visualising the structure of architectural open spaces based on shape analysis. International
Journal of Architectural Computing, 18, 1123-1132, DOI: https://doi.org/10.1260/1478077041220241
14. Rubtsov V.A. Gabdrakhmanov N.K., Mustafin M.R. [and other]. (2015). Field theory in Geography and stable struc-
ture of geoformations. Mediterranean Journal of Social Sciences, 6(3), 673-677, DOI:
https://doi.org/10.5901/mjss.2015.v6n3p673
15. Samoilenko V., Dibrova I. (2019). Geoecological situation in land use. Journal of Environmental Research, Engi-
neering and Management, 75(2), 36-46, DOI: https://doi.org/10.5755/j01.erem.75.2.22253
16. Stephen S., Li W., Hahmann T. (2022). Geo-Situation for Modeling Causality of Geo-Events in Knowledge Graphs.
arXiv preprint arXiv:2206.13658, DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2206.13658
17. Tobler W.R. (1965). Computation of the correspondence of geographical patterns. Papers of the Regional Science
Association, 15, 131-139, DOI: https://doi.org/10.1007/BF01947869
18. Trofimov A., Pianova O. (1997). Social-Economucal Situation Analysis. 10th Europ. Colloq. of Theoretical and Quan-
titative Geography. Rostock, Germany. Inst. of Regional Geography, Leipzig, 86-88
19. Zvolinski A. (2014). A day in a shadow of high-rise: 3D parameterization and use of public space around pżm / hotel
radisson building complex in center of Szczecin. Architecture et Artibus, 1, 67-71
20. Bezruk V.A., Kostrikov S.V., Chuiev O.S. (2016). Optimizing allocation of catering institution establishments through
the urbogeosystem GIS-analysis (case study of Kharkiv). Human Geography Journal, 21(2), 91-101 [in Ukrainian]
21. Kostrikov S., Serohin D., Berezhnoy V. (2021). Visibility analysis of the urbanistic environmet as a constituent of the
urbogeosystems approach. Human Geography Journal, 30(1), 7-23, DOI: https://doi.org/10.26565/2076-1333-2021-
30-01 [in Ukrainian]
22. Kostrikov S.V., Serohin D.S., Kravchenko K.O. (2022). Workshop on creating GIS maps, spatial analysis and geopro-
cessing on full-format GIS platforms (using the example of ArcGIS 10.2 and QGIS 3.16): Educational and methodo-
logical manual for university students. Kharkiv, 499 [in Ukrainian]
23. Serohin D.S. (2019). Analysis of urbogeosystemic properties of the spatial and geographic extent of Washington
through GIS-modeling based on LiDAR data processing: master's thesis. Kharkiv, 105 [in Ukrainian]
24. Serohin D.S. (2021). GIS-modeling and 3D-visualization of the city buildings in the Mapbox web-GIS environment.
Region 2021: Human–Geographical aspects. Proceedings of the International Conference for young scientists and
post–graduate students. Kharkiv, 157-159 [in Ukrainian]
25. Chuiev O.S., Kostrikov S.V. (2015). City well-being spatial differentiation as the urbogeosystem function assessment
with GIS-tools (case study of Kharkiv). Human Geography Journal, 18(1), 52-62, DOI:
https://doi.org/10.26565/2076-1333-2015-18-09 [in Ukrainian]
AuthorsContribution:Allauthorshavecontributedequallytothiswork Received4December2022
Accepted16March2023
