随着经济水平不断升高,新型城镇化的逐步深化,我国城市的空间规模和建设容量仍在逐步扩大。大范围的城市化转变一方面提高了市民的生活水平,但也同时加重了物理环境负担。以往对城市外部空间的物理环境研究集中于单一城市物理环境(风光热等)实测与模拟以及内在关系研究,但由于城市物理环境是包含众多因子的一个整体,单一方面的优化可能会带来顾此失彼的效果,以致于物理环境的优化迟迟进入到可持续规划工作中来。因此,以集成综合的思维对城市外部空间的物理环境模拟与评价并探讨其与空间形态的交互机制具有重要的意义。第一部分,本文基于对城市物理环境相关研究的系统性梳理,提出了城市物理环境交互沙盘的概念,明确了其研究对象——三大核心城市物理环境因子(风环境、声环境与热环境),并提出了其内涵特征:近地空间、综合集成、主客兼顾与交互优化。随后以南京市新街口中心区作为样本进行实测,以街区为研究单元进行物理环境模拟与数据空间集成,并通过主客观兼顾的赋权方法对平均风速、平均等效声压级与PET人体等效温度三个指标进行了空间集成,由此得到了南京市新街口中心区的综合城市物理环境评价。在主观赋权方法中,不单考虑到了不同个体对各城市物理环境因子的舒适度偏好,还考虑到了不同功能区对个体偏好的影响。第二部分,本文从城市空间形态指标与城市物理环境情景单元两个角度探讨城市中心区物理环境与城市空间形态指标的交互机制。从城市空间形态指标的角度,将平均高度、建筑密度、最高高度、围合度、建筑错落度等空间形态指标作为自变量,将各项物理环境评价数据以及综合物理环境评价数据作为因变量,探寻其之间的相关性分析。从城市物理环境情景单元的角度,将样本中心区街区单元作为研究对象,通过综合物理环境评价与风、声热环境组合方式作为分类依据划分为11种不同的物理环境情景类型,并筛选出22个典型单元通过对比分析的方式进一步分析物理环境情景与空间形态的交互机制。由此归纳出各项城市物理环境因子之间的设计共性与矛盾性,并对南京市中心区各典型单元提出空间优化策略。相较于以往自上而下的理想单元城市物理环模拟研究,本文的优化策略更具本土性与针对性。全文正文共89502字,插图51幅,表格39幅