无人机低空热红外遥感观测高度对地表温度反演的影响

近年来,使用无人机获取地表温度研究城市热环境的案例逐渐增多,但尚未形成统一的观测方法,甚至是否需要进行温度反演也未形成共识,严重影响了热环境分析结果的准确性.为解决此问题,对广州市某高校内的10种典型城市下垫面进行了无人机热红外遥感观测.通过遥感观测数据与接触测量数据对比,分析了热红外影像的光斑效应和观测高度对地表温度...     

基于遥感技术的城市布局与热环境关系研究——以武汉市为例

以夏季炎热的武汉市为例,通过ETM+卫星遥感影像反演城市的地表温度,并对城市的下垫面进行分类,然后与归一化植被指数等表征下垫面植被状况的参数进行综合对比,反映城市热岛的状态,研究其内部结构及相应的下垫面类型,提出针对性的下垫面改善措施。此外借助遥感影像,采取典型地物选点研究的方法开展深入分析,进一步探寻下垫面与热环境的关系。研究结果表明,城市的热环境与城市规划之间存在着较为密切的关系。城市下垫面的不合理布局和人为活动的过度密集是热岛效应产生的主要因素。而植被和水体是调节城市热岛效应的较好手段,应该给予重视。     

热红外遥感获取城市下垫面温度分析与评价

热红外遥感是温度测试的方法之一,在生态城市与热环境研究领域具有重要作用。作为非侵入式测量技术,热红外遥感可以弥补侵入式与半侵入式测量技术的一些不足。然而,在城市环境研究中热红外遥感观测温度结果如何却少有报道。因此,为了对热红外遥感获取城市下垫面温度进行分析与评价,设计了其与接触法测温同步观测实验,分别从相关性、温度差异及其百分比、差异显著性等角度将两种温度进行对比分析。结果表明,对于草地、水泥地面、地砖、透水砖,两种温度均存在极强的正相关性,平均温差值波动范围为0. 46～1. 79℃,温差百分比波动范围为1. 3%～4. 5%。在运用P=0. 001的标准进行评价时,草地、地砖和透水砖的两种温度不存在显著差异。该研究表明热红外遥感获取城市下垫面温度具有较高准确性,并提供了几种下垫面两种温度的统计特征信息。     

广州市单体建筑室外微气候热环境研究

为了研究夏季广州市小区单体建筑周围热环境规律,本文以广州大学生活区某宿舍楼单体为研究对象,在其周围选取了具有代表性(不同方位及处于不同周围环境)的6个测点,逐时测量9:26～18:36时间段内的温湿度、风速、下垫面温度及辐射热流密度等热环境参数,通过对数据的整理分析,发现单体建筑周围热环境与太阳辐射强度、风速、风向、建筑遮挡作用、下垫面性质及周围环境等因素存在着一定的关系,辐射热流密度随下垫面表面温度的增大而增大.本文同时关注了热岛现象,为进一步研究小区微气候提供了实验依据.     

城市设计要素对热岛效应的影响分析——广州地区案例研究

针对低碳城市的发展要求,利用热环境分析软件DUTE对街区尺度的实际案例进行模拟分析,研究广州地区建筑密度、容积率、架空率、下垫面材质等因素对街区热岛的影响规律,结合实际条件寻求可操作性较强的城市设计策略,改善城市热环境,减少能源消耗和温室气体排放。     

双鸭山市城市热岛效应时空格局变化及模拟预测

目前针对资源型城市的热岛研究重视不够,且模拟过程中缺乏指标与热岛之间的相关性论证,空间精度和模型复杂度难以平衡。论文以资源型城市双鸭山市为例,利用多时相Landsat TM/OLI遥感影像反演地表温度,在分析植被指数、建筑指数、夜间稳定灯光值、城市地表沉降速率与地表温度相关性的基础上,利用人工神经网络模拟预测了双鸭山市2024年城市热岛效应空间分布,为双鸭山市转型过程中的城市规划和热生态环境治理提供辅助决策。     

居住区热岛模拟方法及影响因素分析研究

总结和分析了目前热岛强度的研究概况、存在的问题以及数值模拟要点。并采用CFD模拟技术,分析了住区热岛强度的影响因子的影响情况,重点考虑了建筑室内风速、下垫面及建筑围护结构表面的反射特性、人为排热量以及树木特性等因子对住区热岛强度的影响情况。结果表明,住区热岛强度随着室外风速的增大以及树木叶面密度的增大而大致呈线性关系减小,随着下垫面和建筑表面反射率的增大而大致呈对数规律增大,以及随着人为排热量的增大而大致呈线性关系增大。     

基于高分影像的长春市下垫面时空变化特征

本文采用长春市三个年份的高分辨率遥感影像数据,利用面向对象方法对中心城区进行了城市下垫面分类信息提取。针对不同地物开展时间序列的变化对比,同时对地物空间分布变化特征以及城市建成区变化进行分析研究。     

基于landsat8的长沙市主城区热岛空间格局研究

随着中国经济的迅速发展,城市化进程日益加快,城市热岛效应造成的影响也日益明显。本文以长沙市主城区为例,选取2015年10月的landsat8卫星遥感影像数据,运用辐射传导方程法进行地表温度反演,并通过热岛强度指数计算对主城区进行热岛强度等级分区,探讨长沙市主城区的热岛分布格局,识别典型热岛空间,为针对该类城市空间进行生态化更新改造的策略研究提供基础,并对提高城市人居环境质量具有较强的现实意义。     

中国城市热岛效应——31个城市热岛强度的定量分析

我国的城市化进程大概始于20世纪80年代,在此阶段,我国的经济得到极大的发展,城市化建设尤为迅猛,这使得城市下垫面发生变化,城市内能量流动失衡,气候升温。城市地表热岛强度是衡量城市热环境的指标,文章运用地表热红外数据对中国31个省会(直辖市)城市地表热岛强度进行定量计算,衡量城市热岛效应。     

城市表面温度与建筑类型关系探讨——以苏州市和张家港市为例

通过遥感影像热红外波段制作亮温图,揭示苏州和张家港两城市的地面温度情况,将城市建筑物按亮温等级划分为高温、较高温、中温等几个类型,发现城市中大型建筑体和建筑物密集群是引起城市热岛效应的主要推手。针对这些建筑物与场地的节能改造、余热利用以及绿化建设是减轻城市热岛效应,改善城市热环境质量的关键措施,今后城市规划应该避免将引起城市明显升温的建筑物和场地置于城市主建成区。     

山地城市公园形态对其降温效应的影响

为揭示山地城市公园对城市热岛 的减缓机制,以重庆市主城区内10个公园为 例,使用卫星遥感数据和部分实测数据获 得地表温度和近地面气温,分别从内部景 观特征和外部空间形态两个方面研究了公 园的降温效应。研究结果表明：在公园内部 景观要素方面,公园面积、宽度、形状指数 是影响公园降温效应的主要因素,多个小型 公园比同面积大型公园具有更好的降温效 应;在公园外部空间形态方面,自然地形起 伏与建筑空间形态是影响公园降温效应的 主要因素,少量正对公园的通风廊道及规 则布局的建筑形态可以有效提升公园的降 温范围,山地型公园比盆地型公园具有更好 的降温效应。在规划实践中,应该综合考虑 公园面积、布局等要素,以发挥公园最佳的 降温效用。     

北京通州地表温度的时空分布特征与 绿化作用

基于Landsat 8卫星的热红外波段,通过劈窗反演算法获取了2015、2016、2017和2019年的北京通州区(含北京城市副中心)地表温度,分析发现如下结论。1)2015年的夏季和秋季,西北部和东南部的建成区地表温度明显高于周边林地和农田区域,总体呈现出片状和零星热岛共存的空间分布特征;而北京城市副中心的热岛分布格局则呈明显的多中心,不仅在老城区,位于郊区的宋庄、姚辛庄因建筑面积较大,也出现了明显的高温区域。随着城市副中心绿化建设的持续推进,2019年北京城市副中心的局部区域夏季地表温度有所下降。2)北京城市副中心的老城区冬季"地表冷岛效应"的出现并不是偶然现象,其原因可能是冬季上午时段,因空气污染物的影响,太阳辐射强度较弱,下垫面能量输出大于输入,在传递热量至大气的过程中,郊区的裸露土壤因比热容较大,降温速度较慢,从而导致其地表温度高于城市下垫面。3)地表温度与植被覆盖度之间具有明显的负相关关系,城市绿化引起的植被面积增长有助于缓解整体热岛效应。     

成都市城市公园景观特征的“冷岛效应” 研究

城市化的快速发展使中国城市景观格局发生显著改 变,热岛效应等生态问题日渐突出。为探究城市公园的冷岛 效应,以成都市为例,基于Landsat 8、Sentinel-2遥感影 像,借助ArcGIS、ENVI平台,从公园内部景观构成、斑块 形态和空间布局3个方面,量化分析了公园景观特征对公园 冷岛(Park Cool Island,PCI)效应的影响。结果表明： 当公园面积小于32hm2 和大于32hm2 时,最佳降温效应下公 园内部景观斑块的构成、形状、空间分布规律呈现不同的规 律特征,32hm2 是公园降温效应变化的转折点,综合考虑公 园投入的建设面积与其降温效应的收益,公园建设面积小于 32hm2 较为合理。     

Climatic and Environmental Characteristics of Beijing Based on Rapid Processing Technology of Urban Meteorological Big Data

The meteorological big data in Beijing area are typical multi-dimensional big data containing spatiotemporal characteristics,which have important research value for researches related to urban human settlement environment.With the help of computer programming and software processing,big data crawling,integration,extraction and multi-dimensional information fusion can be realized quickly and effectively,so as to obtain the data set needed for research and realize the target of visualization.Through big data analysis of wind environment,thermal environment and total atmospheric suspended particulate pollutants in Beijing area,it was found that the average wind speed in Beijing area decreased significantly in recent 40 years,while the surface temperature increased significantly;urban heat island effect was significant,and the phenomenon of atmospheric suspended particulate pollution was relatively common.The spatial distribution of the three climatic and environmental data was not balanced and had significant regularity and correlation.Improving urban ventilation corridors and improving urban ventilation capacity is a feasible way to improve urban heat island effect and reduce urban climate issues such as atmospheric particulate pollution.     

一种城市热环境质量评价方法——空气焓变质量指数

由于城市热岛效应,使得市内温度比郊区高,城市热环境相对郊区差。本文试以温度为基础而引入“焓变”作评价指标,提出空气焓变质量指数为评价方法,描述城市热环境质量。     

基于差值主组分的漯河城市变迁分析

应用遥感技术分析了漯河市20年来的城市变迁情况。选用了TM、ETM、SPOT5三种遥感数据,在图像配准、直方图匹配等图像预处理的基础上,提出了一种用于城市变迁分析的新方法：差值主组分法。对1987年、2000年2009年三个时相的遥感数据应用该方法,得到了城区扩张的详细数据。最后分析了漯河市城市扩张的主要原因。     

基于电路理论的多尺度城市热环境网络 构建及格局优化：以成都市中心城区为例

高密度、高强度的城市建设和扩张导致城市热岛效应不断增强，研究城市热环境网络格局以优化规划布局是改善城市热环境的有效方法。将形态学空间格局分析与电路理论相结合，立足多尺度，以成都市中心城区及其核心区为研究对象，选取连通性强的冷岛、热岛源地，根据景观格局特征与地表覆盖构建阻力面，运用Linkage Mapper识别廊道、冷岛障碍点和热岛夹点，并进行分级和评价，构建研究区热环境网络，提出多尺度下的格局优化建议。结果表明：1)中心城区尺度识别出23处冷岛源地、34条关键廊道、48处障碍点，廊道呈“串珠状”环绕研究区边缘分布，连通性和稳定性较弱；2)中心城区核心区尺度识别出34处热岛源地、81条关键廊道、98处夹点，廊道呈网状分布且普遍连通性较高，夹点是未来阻断热岛廊道连通的关键区域；3)研究区形成“两环多分支五组团多点”结构的城市热环境网络格局。研究结果可为成都市及其他城市的热环境改善提供科学参考，丰富电路理论在热环境领域中的应用。     

城市热缓解的基于自然的解决方案与实施路径——以北京市为例

城市热岛与高温热浪威胁当代人类的生活与健康。基于自然的解决方案（NbS）不仅能够有效应对社会风险挑战、提升人类福祉,还有助于生物多样性保护与区域可持续发展。首先论述了NbS框架下的城市热缓解方案：1）优先识别应对城市热岛与热浪的社会挑战的关键区域;2）基于适宜尺度和面向生态系统完整性提升,进行热缓解方案设计;3）热缓解方案的经济可行性、包容性治理、适应性管理、主流化与可持续性。其次以北京市为例,探索基于NbS的城市热缓解方案设计及其实施路径。结果显示：北京市五环内城市热岛效应明显,区域内地表温度（land surface temperature, LST）对植被和不透水地表等覆被特征的变化响应在600 m×600 m的网格单元最稳定;热单元主要分布在五环内的南部,景观组分特征呈现为集中连片的建筑和不透水地表以及分散的裸地和蓝绿空间斑块;针对不同的热单元应采取适应性的热缓解措施,如分散的裸地型单元适宜采用建设城市森林公园的办法,大型低层建筑型单元适宜采用立体绿化,小型低层建筑型单元适宜“见缝插绿”,交通型单元适宜构建绿道等。研究可为未来基于NbS的城市热缓解方案设计提供科学依据与技术参考。     

多模型、多尺度城市风廊发掘及景观策略

中国已从高速城市化向高质量发展阶段转变,然而在全球气候变暖、城市热岛、人口老龄化的多重压力下,未来城市气候问题将日益严峻。城市风廊是有效的气候规划缓解策略,然而风环境影响因素复杂、不均匀性显著,单一模型或尺度难以充分理解、科学描述其特征。以中国北方半岛城市大连核心区为例,综合运用观测、遥感、中尺度气象模拟、城市形态参数、空间分析等多种模型和尺度进行跨学科融合研究,在全面准确描述城市地理、热环境、风环境、用地布局、城市形态特征等要素的基础上定量发掘其风廊分布,据此制定了相应的规划管控和设计策略,包括风廊布局、宽度和用地调整等规划导则以及景观设计导则等成果。研究为建设生态宜居城市提供了有价值的参考。