中小尺度下植被冠层对屋顶表面温度的调控效应分析

论文摘要

随着城市化进程的加快,城市热岛问题日益严重,对人类健康和城市可持续发展产生了巨大威胁。植被可有效遮蔽阳光直射,并通过蒸腾作用降低气温,是改善局部热环境的重要途径之一。开展植被对建筑物温度的调控效应的研究,对于理解城市热岛成因、缓解城市热环境恶化等方面都有重要意义。然而,当前研究往往是在遥感影像的基础上进行的,缺乏植被结构信息,同时,受制于有限的空间分辨率,研究大多在城市尺度下开展。在中小尺度上定量地研究植被冠层密度对建筑物温度的影响仍然具有一定挑战性。鉴于此,本文使用激光雷达(Light Detection and Ranging, LiDAR)获取的高分辨率冠层密度数据,在楼间尺度和街区尺度下开展圣罗莎市三维植被结构与单体建筑物表面温度之间定量关系的研究,分析不同尺度下植被冠层的降温特征及其在局部环境中的降温贡献。结果表明:植被对建筑物的降温作用与其周围的冠层密度有密切关系:冠层密度需达到17%才能起到有效的降温作用,其中在中小尺度上冠层密度分别高于30%和40%时,能最大限度发挥植被的温度调控功能;当冠层密度相同时,2个尺度下的温度变化显著不同:随着冠层密度的增加,街区尺度下的屋顶温度比楼间尺度下的屋顶温度平均下降了0.89℃;中小尺度下的屋顶温度变化不仅受到其周围植被结构的影响,还与整体热环境状况有关。本文的研究思路与结果有助于在有限的城区土地资源上合理规划绿地建设,构建可持续的人类宜居环境。

论文目录

• 1 引言
• 2 研究区概况与数据源
•   2.1 研究区概况
•   2.2 数据源与预处理
•     2.2.1 Landsat-8影像及预处理
•     2.2.2 机载LiDAR衍生数据及预处理
• 3 技术流程及主要模型
•   3.1 圣罗莎市地表温度反演
•   3.2 建筑热影响区模型
•   3.3 非线性拟合模型
•   3.4 空间自回归模型
• 4 结果及分析
•   4.1 圣罗莎市地表温度空间分布特征
•   4.2 中小尺度树冠降温能力分析
•     4.2.1 冠层密度最低阈值
•     4.2.2 冠层密度最佳阈值与降温程度比较
•   4.3 树冠降温贡献分析
• 5 结论与展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨若,敖祖锐,张晶,余洁

关键词: 城市热环境,中小尺度,冠层密度,屋顶表面温度,调控效应,圣罗莎市

来源: 地球信息科学学报 2019年07期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 气象学,环境科学与资源利用

单位: 首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室,首都师范大学资源环境与旅游学院,中山大学地理科学与规划学院

基金: 地表载荷作用下MTINSAR城市地面沉降监测及时空多尺度演化规律挖掘(41671417)~~

分类号: X16

页码: 1097-1108

总页数: 12

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