武汉市主城区热岛空间格局及其影响因素研究

城市空间形态对城市微气候环境的影响一直受到学界及规划管理部门的关注。以武汉市主城区589个控规管理单元为样本,运用RSGIS的技术方法识别热岛空间格局,采用多元线性回归模型揭示热岛空间分布的影响要素。研究发现:武汉主城区地表温度由中心向外围存在规律性起伏,呈现"双U"型结构;高温区团块集中、沿主干路分布,低温区在大尺度水体周边集中分布;热岛空间格局受"大江大湖"的生态格局以及大规模集中工业用地的显著影响,并与公共中心体系相关。为降低热岛效应,城市空间布局应采取相应对策。     

街区尺度城市气候图绘制方法研究及应用

近年来城市气候图的应用对于气候友好型城市建设具有重要意义。本文以湿热地区广州大学城为例,首先提出了面向街区单元的局地气候分区划分理论,并结合城市冠层模型开发出适用于街区尺度的城市气候图绘制方法。通过应用该方法计算获得了广州大学城夏季典型气象日的动态气候参数,结果显示,研究区域的局地热岛强度变化范围处于-3.58℃到1.41℃之间,并呈现出显著的时空特性。此外,本文量化分析了局地气候分区典型地表形态特征参数与局地热岛强度之间的相关性。结果表明,街道峡谷高宽比、平均建筑高度、建筑密度与局地热岛强度之间呈现出显著的负相关,而天空角系数与透水表面比率对局地热岛强度具有较为显著的正相关。合理配置街区的地表形态特征参数可有效地缓解局地区域的热岛效应,有助于街区尺度的热环境改善,为街区单元的空间规划提供优化策略。     

城市街区形态对热岛强度及能耗的影响

城市化进程的快速推进,带来城市街区由单一低密度形态向多样高密度形态发展,引起街区下垫面构成、通风性能及得热状况等因素变化,进而影响城市热岛现象和建筑能耗。以上海地区10个区县气象站点近邻街区为例,通过调研统计绿化率、建筑密度、容积率等特征参数,研究各参数与城市热岛效应之间的关系;并以某一典型办公建筑为例,探究不同街区形态特征参数对建筑能耗的影响和关联程度。研究结果表明,城市热岛效应与建筑密度、容积率和绿化率等参数有很大的相关性,由于街区形态参数不同,建筑在城市中心区的冬季设计热负荷指标相比郊区可减少1.5%~5%,且热岛强度每增加1℃,建筑冬季采暖能耗指标相比郊区平均降低5.04%。     

基于通风廊道的高密度历史街区热岛缓解策略

大连历史街区高密度特征愈发明显,景观轴线和绿地逐年消失,热环境面临着严峻的挑战。基于遥感及地理信息系统技术计算出其热岛强度(UHII)为5.257℃,为了制定城市设计的热岛缓解策略,计算了迎风面积指数(FAI)、可视天空系数(SVF)、植被覆盖度(NDVI)、不透水盖度(NDISI)等城市与建筑形态指标;分析了它们与UHII之间的定量关联。据此提出恢复历史景观轴线兼做通风廊道、建设透水地面和立体绿化,从而改善历史街区景观及宜居性的热岛缓解策略。对定量研究建筑形态、改善高密度城市热环境、提升历史街区空间品质和活力提供了一种思路和方法。     

哈尔滨中央大街商业街区形态要素与温度关联性研究

商业街区是城市区域内,室外人流汇集较大的空间。商业街区城市热岛现象明显,其内部热环境对于使用者来说至关重要。街区空间形态要素与城市微气候之间存在紧密联系,通过对严寒地区典型城市哈尔滨的商业街区实测研究,发现街区形态要素是导致区域内温度产生变化的主要原因。不同研究半径内,街区形态要素对于温度的影响具有差异性。建筑覆盖率,植被绿化率,下垫面百分比,天空开阔因子以及建筑墙体面积是影响温度变化的主要原因。论文通过对各街区形态要素与温度的相关性分析,得出了哈尔滨商业街区形态要素对温度的影响范围。同时,构建的相关性方程能够说明各街区形态要素对于温度的影响程度,旨在将城市设计与气候设计进行整合,迈向可持续发展的道路。     

基于多源数据的街区形态要素对地表热环境的影响测度与 贡献评估

近年来，受全球气候变暖与快速城镇 化的叠加影响，城市极端高温频发，热环境问 题凸显，严重威胁到城市人居环境质量。城市 形态是影响热环境时空分布的关键因素，如何 通过优化形态要素缓解城市高温问题，降低 城市热浪风险已成为当前学界关注的热点问 题。本研究以西安市主城区410个街区单元为 研究对象，重点关注地表热环境，利用遥感影 像数据、建筑矢量数据、谷歌地图数据，通过 ENVI地表温度反演、ArcGIS空间统计分析、 Fragstats景观格局分析等方法量化了研究区 内地表热环境时空变化特征，并从“二维地表 覆盖—三维空间组合—景观格局特征”三个 维度对街区形态要素进行系统描述，在此基 础上，引入主成分分析方法科学评估了各形态 要素对地表热环境的贡献。研究结果表明：第一，2000—2019年西安市热岛由中心向周边连片式蔓延，一般高温区为商业密集区（如钟楼、小 寨等）、集中工业物流区（如北部工业区、西部物流仓储区、西南部工业区等），低温区为城市公 园、绿地水体周边，总体而言，西安市热环境延展方向与城市扩张方向基本吻合；第二，2000— 2019年研究区内平均地表温度上升7.29 ℃，平均热岛强度上升3.15 ℃，约99.7%为热岛区，总升 温量达3 491.84 ℃/km2 ，其中四级、五级热岛强度区逐年递增，一级、二级热岛强度区逐年减 小，整体升温效果显著，热岛效应不断增强；第三，二维地表覆盖、类型水平景观格局是影响地 表热环境最为主要的两类主控因素，指标权重占比为36.64%、35.50%，其中建设用地占比、建筑 密度正向影响突出，贡献度为0.658、0.319，绿地占比负向影响最大，贡献度为-0.718。建筑高度 变异度、孔隙率、天空开阔度等三维空间指标的贡献则相对较小，该类指标权重仅占9.39%。本 研究结果可为优化城市形态改善局地热环境，缓解其负面效应提供重要科学依据。     

城市空间形态对热岛效应的影响研究：方法与进展

在全球变暖的气候背景下，热岛效应愈发加剧城市热风险和人口的脆弱性。由此可见，热岛研究反映城市可持续发展需求，具有重要科学意义。本文关注冠层城市热岛效应，总结并评述城市空间形态对热岛影响的主要研究方法和研究进展，注重探讨相关研究的共识发现和发展趋势。总结来说，实测、数值模拟和数理统计方法都具有更高精度、更高准确度的发展目标，并在使用上呈现多元互补特征。在城市空间形态对热岛的影响研究中，典型空间形态表征指标和空间组合方式对热岛的影响效果已达成基本共识；LCZ方案则是类型归纳研究中最成熟、普及度最高的方法；近年更多讨论关注城市空间形态对辐射收支和能量平衡的影响，将热岛研究推进到机制深度。     

局地气候区框架下的城市热岛特征及缓解策略——以郴州市为例

局地气候区提供了标准化的城市空间分类框架,在明确局地气候与城市空间形态关系、沟通跨学科的信息等方面有重要作用。以郴州市为例,首先计算、叠加和聚类8个局地气候区指标,获得局地气候区图,然后进一步分析夏季高温月份中不同局地气候区类型的地表温度和热岛强度的时空特点,以及局地气候区指标与平均地表热岛强度之间的关系。最后,从热岛重点控制单元、重点控制局地气候区类型和局地气候区指标3个层面提出缓解城市热岛的规划策略。研究发现,在200m×200m的栅格精度下,郴州市的核心区域以紧密中层(LCZ-2)和紧密低层(LCZ-3)居多,开敞中层(LCZ-5)和开敞低层(LCZ-6)通常出现在核心区外围,紧密高层(LCZ-1)和开敞高层(LCZ-4)数量较少。在夏季高温季节,建成环境型LCZ的平均地表温度明显高于自然环境型,紧密型LCZ-1-3和工业型LCZ-8B的地表温度和地表热岛强度较高。大面积的生态冷源集中在风景名胜区(LCZ-A),其他自然环境型(LCZ-B-D和LCZ-G)在建成区内形成若干小冷源。不透水率、植被覆盖率、天空视域因子与平均地表热岛强度的相关性较高。局地气候区图有助于确定城市热岛缓解...     

亚洲国际化城市中心区空间指标比较研究

亚洲国际化城市大都具有人口高密度聚集的特征,且中心区存在着规模、等级及形态的较大差异,表现出一定的规模门槛规律,对我国城市化发展具有较大的借鉴价值。本文在现状调研及数据矢量化的基础上,逐项定量剖析亚洲17个国际化城市29个中心区的空间形态,对其规模、等级及格局所涉及的用地规模、建设规模、开发强度、街区大小、道路密度等指标进行了比较研究,探寻其间存在的门槛规律,并对其空间形态类型进行分类研究,提出相应的数据簇群;进而揭示在非市场经济因素限制的基础上,城市经济等级规模、服务产业业态结构以及交通方式的支持是促使亚洲国际化城市中心区形成门槛特征及不同形态模式的主要因素。     

基于街区三维形态的城市形态类型分析——以中国主要城市为例

街区尺度的城市形态是城市规划与设计的核心关注对象,它对城市功能和活动产生重要的作用。而目前的城市形态学研究往往只关注街区的二维形态。基于所获得的中国63个大中城市中心城的335.7万个大规模的三维建筑物数据,将形态类型学的理论方法从二维扩展至三维,提出城市街区形态的三维指标体系,并以此为依据对案例城市中的街区进行分类。根据9类街区形态在城市中的比例,对63个案例城市进行聚类分析,划分出5类城市,并探讨了城市三维形态类型在国土空间上的分布规律。通过街区三维属性的城市形态,能够认识中国城市系统在空间维度的一般规律及其差异性,以及城市空间形态对城市功能和活动的影响。     

大气颗粒物污染视角下的城市街区健康规划策略

城市街区是城市肌理、空间形态、功能管理与城市健康环境建设的基本单元,应对以PM_(10)、PM_(2.5)为主要污染物的大气颗粒物污染,具有较高的实操性。基于城市街区影响大气颗粒物浓度与分布的要素、作用路径,以及国外城市应对大气污染的空间规划策略的经验总结,从控源、引流、集汇三方面提出基于大气颗粒物污染改善的街区空间环境优化设计方法与规划指引内容。旨在为我国普遍的城市街区提出空间形态优化策略,塑造生态健康的城市基本单元。     

南京主城区蓝绿空间格局对降温效益的影响及其协同作用研究

高密度城市中的绿色与蓝色空间具有降低地表温度、缓解热岛效应的功能,两者有着相互促进的协同作用。城市蓝绿空间的格局是影响其降温效益的主要因素之一。以南京主城区为例,选取17个空间格局指标,分别从面积—边缘、形状、核心、聚散度4类表征城市绿色空间、蓝色空间与蓝绿空间格局特征,对比分析三者与地表温度的关联性,探讨绿色与蓝色空间对降温的协同促进作用。结果表明:(1)城市蓝绿空间格局对其降温效益的影响不具有季节性差异;(2)蓝绿空间格局整体性指标相较于单一绿色空间与蓝色空间格局指标,对地表温度产生的影响更加显著;(3)增加斑块面积、提升形状复杂度、减小空间破碎度均可促进城市蓝绿空间的降温效益。从整体性与协同性的角度探索了城市蓝绿空间格局对降温效应的影响,阐明了城市蓝绿空间统筹调控的必要性,有助于实现高密度城市规划实践中蓝绿空间格局的系统性优化与精细化调控,推动城市蓝绿空间融合发展。     

基于WRF/UCM数值模拟的严寒地区城市热岛效应研究

本文探究严寒地区城市热岛效应的时空变化规律,为严寒地区的城市规划与建设提供参考依据,以典型严寒地区城市哈尔滨为例,选取冬、夏两季的高温晴朗天气作为气象背景,采用中尺度WRF/UCM系统模拟城市热岛的时空分布,分析不同季节热岛效应对严寒城市环境的影响。结果表明,严寒地区热岛效应对冬季室外热环境起到明显促进作用;哈尔滨白天热岛分布均匀、强度较低,夜间热岛以城市中心呈现逐级递减趋势;实验分析得到冬季热岛强度最大值出现比夏季提前1～2 h,其中最大热岛(UHI)强度为5.52℃,且日平均热岛强度比夏季高出1.03℃,热岛效应对严寒城市的气候环境影响冬季比夏季更为强烈。     

转型期黄石环磁湖地区总体城市设计研究

以"保护优先、旅游先导、适度开发"为基本原则,以街区为研究单元,在GIS技术平台的基础上,通过对环磁湖环境价值和文化价值的挖掘,结合对现状和规划的深入分析,分别从城市功能调整、交通系统梳理、生态格局构建、建设强度引导等方面提出对策,为构建一个格局清晰、整体有序的环磁湖城市空间形态结构澄清发展理念和建设思路,并提出具有可操作性的控制导则。     

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。     

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。     

多种城市地表形态的局地气候分析

为了有效地分析不同城市地表形态的局地气候特性,本文选取了6种具有典型城市地表形态的局地区域作为研究对象,利用定点气象参数监测与受试者对局地空间环境的主观热感觉评价相结合的方法,对6种局地空间区域内部的风速、黑球温度、空气温度、相对湿度进行了分析,并进一步讨论了局地热岛强度(UHII)与群众"适中"感觉比率(TMR)的差异性。研究结果表明:不同城市地表形态所产生的局地气象参数有着显著的差异,且各测点的UHII值分布在-0.5~3.5℃之间,TMR值分布在10%~35%之间,其中,紧凑高层建筑区有助于形成城市"冷岛效应"并提高居民热舒适感觉。在地表形态特性参数中,地理粗糙度等级对局地气候影响最大,适当地降低天空角系数、表面吸热量、表面反射率,且适当提高街道高宽比、建筑平均高度、地理粗糙度等级有利于可持续生态环境的建设。     

北京旧城热岛环境与对策研究

"城市热岛" (Urban heat island,UHI)是指城市建成区的气温明显高于周边的农村地区,形成城区气温高、郊区气温低的现象,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿1.随着全球气候变暖和城市化进程的加剧,大量自然地表不断被城市地表所替代,城市热岛效应日趋显著.城市热岛效应是城市下垫面热特性及结构特征、城市人为热、气候条件等多因素综合作用的结果.城市热岛是城市人类活动对城市热环境影响的突出表征,它对全球变暖的贡献已经引起广泛关注,对城市热岛效应的研究也已成为当今气候、生态、环境问题研究中的热点.城市热岛已经从一般的局地气候现象演变为城市生态环境的一大"公害",热岛强度也成为了评价城市生态环境的重要指标2、3.     

城市绿色空间生境样方构成与形态要素：以西安为例

城市中小尺度绿色空间的生境质量与其连通性结构对于促进城市生物多样性具有重要影响。中国社区生活圈服务影响下的城市绿地建设,形成了具有一定典型性、重复性的绿色空间格局。探讨城市绿色空间构成的最小样方及其生境要素与形态结构是提升城市生态品质与绿地规划设计的重要途径。基于西北地区城市场地生境营造与地被植物群落设计的基础性成果,以西安城市新旧城区绿色空间为研究对象,采用综述研究—地理信息解译—现场调查—聚类分析的研究路径,提出“2 km×2 km”的城市街区绿色空间生境网络的基本尺度样方及4种典型模式,即单核心放射型、多核心散布型、廊道穿越型、散点分布型,并分析了样方的形态、要素与空间格局的耦合关系,初步探究提升样方体系中绿色空间生境网络构建的途径。     

面向健康微气候环境的城市设计导则优化策略

近年来,城市热岛、空气污染加剧严重影响人体健康,城市设计导则作为城市空间形态设计的指引框架,对热岛、空 气污染等微气候环境改善可望产生积极作用。尝试从营造健康的微气候环境角度对城市设计导则提出优化策略：（1）首先, 阐述改善热岛和污染的3 种途径（控源- 流通- 汇集）;（2）然后,梳理现行城市设计导则基本框架,并从中提炼出8 类 与微气候环境密切相关的关联要素;（3）接着,分别对总则与专项设计、总体城市设计、区段城市设计和地块城市设计4 个编制层次给出具体的导则优化策略,并提出城市空间系统优化思路;（4）最后,指出未来需要在增加气候分析、片区分 类引导、加强实施管理等方面继续探索。