城市热环境空间异质性及其影响因素研究

论文摘要

城市发展的过程中,与经济增长和人口增多一同到来的是城市热环境的变化。因此了解城市热环境空间异质性分布情况及其影响因素,调整相关因子的结构特征以缓解城市热岛效应,对促进城市可持续发展有着重要意义。本文使用面向对象分类方法结合形态学参数提取城市地物中的水体、植被、建筑物及阴影,并通过阴影求高法求取建筑物高度。使用单窗算法提取研究区地表温度。根据NDVI及NDBI和地表温度之间的相关关系,选取绿地斑块作为具有降温效应的地表因子,建筑物斑块作为具有升温效应的地表因子进行特征分析。本研究结论主要如下:(1)研究区热岛现象明显,中温区、次高温区、高温区与特高温区的斑块面积之和占比约为75%,低温区域占比较少,仅为25%。高温中心多分布在研究区的东南方,城市中心温度相对较高且低温区较少,但没有聚集的高温区出现。大面积的低温中心出现在研究区的西北角及东北角。基于各环线温度统计发现,各个环路区域内均以中温区为主,特高温区占比最少。五环的特高温区和低温区比例均高于其他环线。(2)东西—南北两条具有代表性的剖线上温度和NDVI、植被覆盖度关系为负相关,植被覆盖度每增加0.1,则温度就会下降0.87℃;温度和NDBI、不透水表面比关系为正相关,不透水表面比每增加0.1,则温度就会上升0.89℃。(3)将绿地斑块作为降温因子展开研究,提取30个公园绿地作为重点研究对象,斑块形态特征指数中的斑块面积对斑块内部均温呈现较为显著的负相关关系。绿地斑块中的景观类型构成对斑块内部均温有一定影响,其中斑块均温和最低温度随着绿地与水体面积的增加而逐渐下降。周边建设用地布局和结构的差异使得绿地斑块周边降温作用随距离出现不同的走势,其变化曲线分别有对数型、抛物线型和均匀型三种类型。(4)将建筑物作为升温因子展开研究,在900m×900m大尺度网格分析下,网格内建筑覆盖率和温度呈现正相关,其它建筑参数无明显相关性。在绿地斑块外部的30m缓冲区内,建筑覆盖率和温度之间相关性随着距离在逐渐变大,对比不同尺度结论得知,小尺度的建筑覆盖率调控对温度的影响更大。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 研究意义
•   1.3 国内外研究综述
•     1.3.1 热岛效应
•     1.3.2 城市绿地斑块与热环境
•     1.3.3 城市建筑与热环境
•     1.3.4 城市地物提取
•   1.4 国内外研究进展评述
•   1.5 研究内容
•   1.6 研究方法与技术路线
•     1.6.1 研究方法
•     1.6.2 技术路线
• 2 研究区概况
•   2.1 区域概况
•     2.1.1 自然地理条件
•     2.1.2 经济社会条件
•   2.2 数据处理与分析
•     2.2.1 数据来源
•     2.2.2 数据预处理
• 3 城市建筑物特征提取
•   3.1 面向对象分类方法
•     3.1.1 影像分割参数选择
•     3.1.2 影像分类特征选择
•     3.1.3 影像分类规则确认
•     3.1.4 分类结果
•     3.1.5 分类结果精度评价
•   3.2 建筑物高度提取
•     3.2.1 建筑物高度提取
•     3.2.2 建筑物高度提取验证
•     3.2.3 建筑物高度信息
•   3.3 城市建筑三维结构指数分析
•     3.3.1 建筑覆盖率（BC）
•     3.3.2 建筑高度（BH）
•     3.3.3 建筑体积（BV）
•     3.3.4 建筑容积率（BPR）
• 4 城市热环境的空间异质性分析
•   4.1 地表温度反演
•     4.1.1 运算过程
•     4.1.2 地表温度反演结果
•     4.1.3 地表温度反演精度验证
•   4.2 城市热环境热力等级划分
•   4.3 城市热环境空间格局分析
•     4.3.1 基于环路的城市热环境分析
•     4.3.2 基于900×900格网的城市热环境分析
• 5 热环境影响因素及特征分析
•   5.1 城市地表温度影响因子的识别
•     5.1.1 植被对地表温度的影响分析
•     5.1.2 不透水表面对地表温度的影响分析
•   5.2 典型降温因子——绿地特征分析
•     5.2.1 城市绿地斑块提取与筛选
•     5.2.2 绿地斑块内部热环境
•     5.2.3 绿地斑块内部热环境影响因素分析
•     5.2.4 绿地斑块外部热环境分析
•   5.3 典型增温因子——建筑物特征分析
•     5.3.1 900m×900m尺度下建筑参数和温度关系
•     5.3.2 绿地斑块外部建筑参数与温度关系分析
• 6 结论与展望
•   6.1 主要研究结论
•   6.2 研究不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 肖连香

导师: 张建军

关键词: 热岛效应,城市绿地,城市建筑,面向对象

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 气象学,环境科学与资源利用,建筑科学与工程

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: X16;TU985.12

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000285

总页数: 80

文件大小: 7029K

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