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中国多城市三维景观格局与地表温度关系研究

文献类型:学位论文

作者郑重
答辩日期2021-09
文献子类博士后
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师王效科
关键词三维景观,地表温度,城市景观,建筑高度,城市热岛 three-dimensional Landscape, Land Surface Temperature, Urban Landscape, Building Height, Urban Heat isLand (Uhi)
学位名称博士后
学位专业环境科学与工程
其他题名Relationship Between Urban 3D Landscape Pattern and Land Surface Temperature in 19 cities of China
英文摘要

       快速的城市化进程使城市中大量自然地表被不透水面所替代,地表能量平 衡随之改变,引发了城市热岛问题。其中,城市在垂直方向上迅速扩张,大量 高层建筑出现,进一步改变了城市三维结构,使下垫面的热属性更为复杂,城 市中高大建筑可以通过改变地表辐射和空气流通,从而影响地表热环境,因此, 探究城市三维景观格局与地表温度的关系,分析其在不同地区的空间差异及影 响因素,可为改善城市地表热环境提供理论基础和科学的规划依据,具有重要 的理论及现实意义。

      本研究以中国 19 个典型城市作为研究对象,旨在探讨城市三维景观格局对 地表温度的关系的一般规律,以期为缓解城市热岛的城市规划提供理论依据及 对策建议。本研究基于卫星遥感影像和电子地图数据量化了各城市三维景观格 局,并且分析了其与地表温度的关系,在此基础通过结构方程模型探究了各三 维指数对于地表温度的影响程度,并探讨了城市景观垂直结构与地表温度关系 差异的影响因素,为缓解城市尺度热环境提供建议。简要内容与结论如下:

      (1)分析了不同城市三维景观格局与地表热环境关系:整体来看,不同城 市建筑密度与地表温度的关系较为一致,建筑越密集的地区地表温度越高;不 同城市植被覆盖比例与地表温度的关系在夏季比较一致,呈负相关关系,但在 冬季有所不同,北方城市植被覆盖比例与地表温度呈正相关,而南方城市植被 覆盖比例与地表温度呈负相关关系;建筑高度方面,平均建筑高度与白天地表 温度呈负相关关系,而在夜间与地表温度呈正相关关系,北方城市建筑高度与 地表温度的相关关系要强于南方城市。

      (2)探究各城市三维景观格局与地表温度的影响:不同城市三维景观指数 对地表温度影响路径不同。北方城市,平均建筑高度、建筑密度、植被覆盖比 例对地表温度均有直接影响,并且建筑平均高度通过影响建筑密度对地表温度 发生间接影响,建筑密度通过影响植被覆盖比例对地表温度产生间接影响;而 在南方城市,建筑高度则只有通过二维景观组成对地表温度的间接影响。各城市平均建筑高度和植被覆盖比例对地表温度的影响方向较为一致,增加建筑高 度或增加植被覆盖比例可以降低地表温度,但在不同时段影响程度有所变化。 建筑密度在夏季白天、夏季夜间和冬季夜间对地表温度有促进作用,但是在冬 季白天,建筑密度对地表温度的正向影响减弱。总体来看,北方城市垂直结构 对地表温度影响程度接近或超过景观二维组成,而南方城市植被覆盖比例对地 表温度影响要超过建筑因素,大部分城市建筑密度都是影响地表温度的重要因 素。

       (3)探究城市景观垂直结构与地表温度关系差异的影响因素。区位因素和 气候条件是影响不同城市景观垂直结构与地表温度关系的主要因素。在中国, 低纬度地区城市平均建筑高度与地表温度有显著负相关,而高纬度地区的城 市,平均建筑高度与地表温度的负相关较弱,甚至可能出现正相关关系。经 度、纬度和年均温的差异会导致不同城市平均建筑高度对地表温度的影响程度 不同,低纬度、年均温低、位于内陆的城市,建筑高度对地表温度的影响程度 较高。

页码96
源URL[https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/47169]  
专题生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
郑重. 中国多城市三维景观格局与地表温度关系研究[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2021.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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