城市热环境

摘要： 近年来,城市化发展进程加快导致热环境发生变化,本文通过单窗算法反演地表温度、随机森林分类法对地物进行划分,结合GIS空间分析,对大连市金州区城市热环境的时空特征进行了研究.得出以下三点结论:(1)中心城区具有明显的热岛效应,地表温度总体上明显高于城市边缘区和郊区;(2)研究区包含5种主要地物类型,即植被、耕地、水体、裸土、建筑土地利用空间分布,其中耕地面积最大,水体面积最小;(3)在城市地表覆盖系统内,不同土地利用类型地表温度具有明显差异,其中建筑密集区、交通发达区与植被的LST最大温差可达10°C.

摘要： 城市热岛效应,即城区温度高于周边农村的现象,对社会、经济、环境和人类健康等产生诸多负面影响,全面探究影响城市热环境的驱动机制对于城市可持续发展有着重要意义。论文以吉林省长春市为例,综合利用多源遥感、气象站点、无人机测温、统计资料等数据,构建长春市城市精细化三维空间结构数据集和三维热环境数据库;使用定性与定量结合的方法,通过空间分析、三维模拟、统计分析等手段系统探讨了城市空间三维结构对于城市热环境时空异质性分布的影响;主要内容如下。

摘要： 以山东省济南市二环以内区域为例,基于Landsat 8热红外遥感影像数据,综合选用城市二维和三维指数表征城市建筑三维精细化特征,通过空间分析、相关分析和多元回归模型等方法,探究城市建筑对城市热环境的影响机制。结果表明:(1)研究区内建筑空间分布呈现“南疏北密”格局且以低层建筑为主,城市建筑二维和三维空间格局没有明显相关性。(2)地表温度与二维建筑指标呈现正相关性,其中建筑覆盖率对地表温度的影响最为显著;三维指标与地表温度呈现负相关性,地表温度随着建筑高度增加出现降低趋势,当高度大于20 m时,降温现象更为明显。(3)综合建筑二维和三维特征能有效解释地表温度的变化量,在未来城市规划中可适当考虑增加高层建筑物比例来缓解热岛效应并节约城市用地。

摘要： 城市化进程导致热岛效应加剧,三维绿量对城市绿地的热环境效应有显著影响。利用2020年9月太原市Landsat 8遥感影像,结合样地三维绿量实测数据,借助遥感及GIS技术,建立太原市三维绿量反演模型,测算太原市城区三维绿量,分析其绿量分布格局;同时利用针对Landsat 8 TIRS第10波段的单窗算法(TIRS10_SC)反演太原市地表温度,探讨城市绿地三维绿量对热环境的影响作用。结果表明:(1)太原市北部、西南及东西两山植被覆盖较好,三维绿量高,城市中部硬质半硬质区域三维绿量低,城市公园作为高绿量节点镶嵌于城市中部;在绿地空间结构上,乔木层平均树高对三维绿量的影响较大,二者的关系模型为Y=469.912x+936.466。(2)三维绿量与地表温度呈显著负相关,二者的关系模型为Y=5.828x^(-0.029),三维绿量较小时,降温趋势显著,随着三维绿量不断增大,降温趋势渐缓;绿量密度在5~18 m^(3)/m^(2)之间的乔灌草或乔草复层配置能较好地发挥降温效果。(3)三维绿量的空间分布对地表温度有一定影响,绿量密度高、连通性高,具有稳定大面积斑块的区域,其地表温度低,降温效果好;相反,绿量密度低、破碎度高的区域,其地表温度高,降温效果差。

摘要： 量化分析城市形态空间格局与城市热环境的关联关系,将有助于提升城市规划与设计中形态管控的合理性,对于改善城市热环境和促进城市可持续发展等具有重要的意义.本文以南京市为案例,对其复杂城市形态的空间格局进行量化,并探究其与城市热环境之间存在的关联性.主要结论如下:(1)空间滞后模型更适用于城市热环境关联的研究,且城市热岛强度(UHII)受到周边区域强度的正向影响.(2)分季节来看,城市形态空间格局对UHII的影响排序为春季>夏季>秋季>冬季.(3)所有的建成环境形态类型和LCZ E(空地)在周边环境中的数量占比在多数季节中均会对城市热环境产生显著的正向升温影响,其中LCZ 8(低层大体量建筑)的数量占比的影响程度最大.而自然环境形态类型则多有利于降温,LCZ G(水体)的作用优于LCZ A(树林).(4)从整体布局上看,周边由单一形态主导的空间格局将有助于带来更低的UHII.(5)以空间格局指标为依据,可以将研究区域分为9类具有相似形态组成结构和周边环境特征的分区类型.不同类型间存在热环境属性差异,应采取差异化的手段对其进行调控.研究结论可为构建气候适应性城市提供参考.

摘要： 城市绿地系统对室外热环境具有显著影响,但与城市景观规划与设计领域的关联较少。通过文献梳理指出造成城市热环境恶化的主要原因有城市活动、气候变化、下垫面;然后从降温增湿、通风和减少热辐射三个方面对绿地改善热环境效应进行系统评述,并从绿地面积和绿地率、植物种类以及绿地结构三个方面探讨了居住区绿地对热环境效应的影响。在此基础上提出展望:有必要加强在植物空间配置、绿地布局等视角所展开的绿地生态效应研究;室外热环境数据采集方法及数据精准性需进一步提升;需要将定量的研究结果引用到设计实践中。

摘要： 随着全球城市化高速发展,城市热岛效应日益显著,给城市人居环境带来了诸多不利影响。本文以杭州市为例,运用遥感反演和空间统计方法,深入分析杭州市多方位、多时序的城市热剖面曲线特征,探讨杭州市城市热剖面曲线演化驱动机制。研究结果表明:杭州市4个方向的热剖面曲线呈现出明显的城乡梯度变化,存在比较明显的城市热岛现象;杭州城市热岛效应的范围和幅度不断增加,城市湿地和公园绿地的冷岛效应呈不断增强的趋势;水体指数MNDWI,植被指数NDVI,不透水面指数NDISI与杭州城市热岛的形成有密切的关系。

摘要： 城市化使城市下垫面属性改变,人工表面取代自然地表,导致室外热环境恶化,其形成的城市热岛效应引发的异常气候问题严重危害人类的生命健康。研究已证实植被可以通过遮阴和蒸腾等作用产生降温的生态效益,但其产生的生态效益与植被的规模或种类或分布方式等之间的联系仍没有明确量化掌握。目前,通过不同指标对绿地特征进行概括,从而精准量化绿地对室外热环境的调节作用已成为研究重点。对绿地面积、绿化覆盖率、绿地率、乔木覆盖率、三维绿量以及天空可视度六种指标调控室外热环境的研究进行综述。首先,分析各绿化指标之间的区别,并分别论述各绿化指标与热环境相关研究,总结各指标在量化降温效应的特点及局限性。其次,提出绿化指标互补量化研究方法,从三维空间视角为完善绿量指标研究提出三维绿量体以及三维绿量体与热环境关系研究的相关方式,从而精确地对三维绿量在空间中的具体分布进行表达,更加真实地反映绿地的植被特征。根据以往针对三维绿量的研究提出三维绿量阈值,结合三维绿量的空间分布及树种差异性,挖掘影响绿地降温效应的潜在影响因素,以便更好地量化绿地降温效果,充分发挥城市绿地的生态效益。最后,论述绿视率这一新的量化指标在量化绿地降温效应的潜力,以期推动绿视率与热环境相关研究的发展。

摘要： 我国城市建设现已进入高质量发展时期,公共空间的品质提升已成为城市有机更新重要切口,对其热环境的研究将有助于加强城市宜居性。本研究基于中国知网和Web of Science数据库1999—2021年文献源,运用CiteSpace可视化软件生成关键词图谱,通过对学科分布、研究机构、发文年份、文献中关键词共现和关键词突变图谱的分析,梳理城市公共空间和城市热环境的研究进展,结果表明:①相关研究表现出多学科交叉的特征,且逐步趋向精细化分析;②研究方法与技术由传统实测法转向卫星、设备感知等新手段;③社会感知、指标测度、人体舒适度等已成为近年研究热点。

摘要： 在我国全面践行“双碳”目标背景下,如何在高密度城市开发模式中有效调控城市物理环境,优化城市气候设计,降低建筑冷热负荷需求,缓解城市热岛及其引发的健康、能源、污染等问题,进而快速实现建筑碳排放达峰和深度减排,改善人居环境的健康与舒适性,提升人民群众的幸福感和获得感,是我国城市建设领域应对气候变化的重要议题。阐述了城市热舒适评价模型及热环境预测方法构建对于当前“双碳”工作的重要意义。

摘要： 本研究选取武汉、郑州两地具有不同用地特征的地块,在2016年与2017年夏季典型气象日进行实测.通过分析对比武汉、郑州两地不同的街区形态所导致的城市热环境差异,并结合建筑密度、容积率、建筑平均高度、绿化覆盖率等街区形态指标,量化地来探讨城市形态对城市热环境的影响机理.结果表明,武汉市商业区空间形态对街区温度影响不显著,而郑州市商业区建筑密度与周围街区温度比值呈正相关.武汉市两种居住区街区温度比值都与周围建筑高度有很强的相关性,而郑州市居住区则分别与建筑密度、绿化覆盖率有一定相关性.

摘要： 论文针对中国城市化迅猛发展对城市气候环境状况造成的不同程度的改变甚至恶化的实际情况,以国内某市城市建设用地为研究对象,通过对该市城市用地现状,未来规划状况等进行调查研究,着重研究城市建筑用地扩张程度与城市气候变化之间的关系,归纳总结城市扩张对城市气候的影响关系,定量化总结出城市建设用地扩张程度对城市气候因素如气温、风向、风速、长短波辐射平衡、显热潜热收支平衡等影响程度.在研究城市扩张程度与城市气候变化之间关系的基础上,提出改善城市热环境的建议,为城市化进程中的城市规划设计提供科学理论依据,为城市未来城市规划中通风廊道设计提供参考价值.

摘要： 城市空间形态是城市特殊微气候形成的主要因素之一.然而城市空间形态对城市微气候形成的影响机理及规律却鲜少被讨论.本研究旨在通过分析2016及2017年武汉、郑州夏季气象实测数据,探讨不同气候特点,不同用地属性,不同空间形态对城市热环境形成的作用机理.本节论文将主要利用2017年郑州夏季实测数据,分析中国寒冷地区高温天气形成的主要原因.探讨不同用地属性(商业、住宅),不同空间形态区域(建筑高度、建筑密度、天空率)早、中、晚温湿度变化规律,基于非线性回归模型研究城市空间形态与城市热、湿环境的相关性.结果显示,低层高密居住区早晚温度明显高于高层低密居住区,而中午温度比高层低密居住区低约2°C左右.商业区天空率和温湿度值存在极为显著的相关性,而居住区天空率和温湿度值仅在中午存在明显的相关性,早晚均无显著相关.

摘要： 室外热环境是影响室内外舒适度的关键因素.通过合理的城市规划、场地设计来获得适宜的室外热环境不仅能够使居民获得舒适的休憩空间、增添城市活力还能够降低室内能耗.因此,本文从城市形态、绿色植被以及凉爽路面的应用三个方面梳理了国内外的研究成果.通过总结空气温度、平均辐射温度和风速的变化来反映城市形态、植被及路面配置的合理性,归纳整理了三个因素对不同情景下室外热环境的影响作用,并比较不同情景下各因素的影响强度.本文对室外环境研究的综述结果将对城市,街区,公园,广场等空间的规划、新建或改造时室外环境的营造具有一定参考价值.

摘要： 随着城市化进程的不断加快,建筑对城市热环境的影响加剧.本文提出了城市建筑热耦合集总模型,并用该耦合模型分别预测自然运行状态下和依靠空调系统维持恒定室温状态下的城市空气温度,结果显示自然运行状态下的城市空气温度低于依靠空调系统维持恒定室温状态下的城市空气温度.该耦合模型还用于研究城市化进程中,建筑密度和建筑高度对冷/热岛强度的影响,结果表明,城市化进程中,城市热岛强度增加和冷岛强度减小,最终二者共存现象消失.

摘要： 街区的功能和形态对街区的室外热环境产生重要影响,研究空气温度的时空分布特征及其与街区形态和功能的相互关系,是改善街区室外热环境的前提.本系列研究分别于2016、2017年7月选取武汉、郑州城区的工业、居住、商业等不同功能和形态的地块,对其空气温度开展实测,通过比较不同地块上空气温度的时空分布差异,分析街区功能和形态对空气温度变化的影响,本文只讨论了武汉的情况.研究结果表明:1)整体而言,5个地块中,温度变化最大最频繁的是南湖高层滨水住区(约4.1°C),工业地块和后湖高层住区次之,多层住区的变化幅度最小(约0.6°C).2)水体对地块的空气温度有较明显的降温效果.

摘要： 本研究旨在通过对2016以及2017年武汉、郑州夏季气象实测数据的分析,探讨不同气候特点,不同用地属性,空间形态对城市微气候形成的作用机理.本文主要利用了武汉、郑州夏季实测数据,比较不同气候区在不同用地属性下街区微气候特征.研究表明:在高层低密住区以及商业地块,武汉温湿度变化比郑州快,在低层高密住区,温湿度变化不如郑州快.两地住区温湿度变化具有良好的同步性,但在武汉商业地块,相对湿度变化比温度存在一定程度的滞后.

摘要： 在人居环境领域,声景观的概念提出较早,也有较多的研究成果.光景观的概念尽管较少被提及,但在城市规划、风景园林以及建筑设计中得到了非常多的应用.热景观是城市热环境领域的研究范畴,本文就热景观进行了讨论,初步提出了热景观的研究内容、研究方法和可能的成果应用,希望引起更多的关注.

摘要： 本文对低空无人飞艇热红外遥感系统拍摄的连续、小幅可见光和热红外影像进行了自动拼接和配准研究.结果表明:与人工拼接和配准相比,该方法能够有效消除可见光和热红外影像的"进云"现象和拼接缝隙,减少因拍摄角度和高差引起的图像畸变;两种影像配准效果较好,同名点均方根误差低于5个像素点.

摘要： 本文对低空无人飞艇热红外遥感系统拍摄的连续、小幅可见光和热红外影像进行了自动拼接和配准研究.结果表明:与人工拼接和配准相比,该方法能够有效消除可见光和热红外影像的"进云"现象和拼接缝隙,减少因拍摄角度和高差引起的图像畸变;两种影像配准效果较好,同名点均方根误差低于5个像素点.

摘要： 本发明公开了一种城市集中供暖的热环境响应分析方法及装置，获取城市建成区每年的供暖季内每月一期夜间地表温度分布图；分别计算每一期夜间地表温度分布图的所有像元的热场变化值，以获得每年供暖季的多期热场变异图；对多期热场变异图进行叠加求和计算，获得每年供暖季的累积热场变异图；基于计算得到的累积热场变异图的均值和标准差确定累积热岛指数；基于获取的多年的累积热岛指数时间序列以及集中供暖量数据进行分析，获得城市集中供暖的热环境响应。本发明基于供暖季的多期遥感影像构建累积热岛指数，解决了基于单时相影像的指数无法评价热积累效应的问题，实现了基于遥感的集中供暖分析，并提升了热积累效应评价的准确性。

摘要： 本发明提供一种面向城市室外热环境模拟的节气日典型气象日产生方法，包括以下步骤：S1：确定权重分配；S2：确定24个节气日典型气象日；S3：生成24个节气日典型气象日，以节气日典型气象日的气象数据为基础加工组成连续的假想气象年；S4：生成节气日典型气象日的示例数据；S5：根据物候学气象观测对节气日典型气象日的总体趋势和特征点进行校验；S6：将节气日典型气象日的数据与“平均旬”的数据对比，进一步验证节气日典型气象日方式的合理性。本发明产生的数据气象代表性更好，能够刻画气象细节，并具有较好的连续性，对年或更长时间尺度城市室外热环境模拟较为有利。此外，该数据对其他类型的室外热环境模拟研究也具有应用价值。

摘要： 本发明公开了一种基于人工智能的城市风热环境调控系统及方法，涉及风热环境领域。为了解决当通风廊道不能满足降低城市环境风热指数，仅通过对通风廊道的位置和大小进行规划，实用性不强。一种基于人工智能的城市风热环境调控系统，所述建立城市环境风热参数数据库，包括：确定适宜的城市风热数值，建立城市绿地系统，通过数据监测系统对风热环境进行数据监测，通过控制模块启动风热调控系统。本发明的一种基于人工智能的城市风热环境调控系统及方法，促进城市空气循环，从而改善城市通风环境，进一步改善了城市的风热环境，雾化喷头能够产生水雾，在环境高温中蒸发后迅速带走热量，实现智能调控城市风热环境，调控方便，减少了资源的消耗。

摘要： 本发明公开了一种城市集中供暖的热环境响应分析方法及装置，获取城市建成区每年的供暖季内每月一期夜间地表温度分布图；分别计算每一期夜间地表温度分布图的所有像元的热场变化值，以获得每年供暖季的多期热场变异图；对多期热场变异图进行叠加求和计算，获得每年供暖季的累积热场变异图；基于计算得到的累积热场变异图的均值和标准差确定累积热岛指数；基于获取的多年的累积热岛指数时间序列以及集中供暖量数据进行分析，获得城市集中供暖的热环境响应。本发明基于供暖季的多期遥感影像构建累积热岛指数，解决了基于单时相影像的指数无法评价热积累效应的问题，实现了基于遥感的集中供暖分析，并提升了热积累效应评价的准确性。

摘要： 本发明涉及一种多时空尺度下城市热环境形成发展主导因素识别方法，包括：利用Landsat遥感影像数据反演地表温度，并结合MODIS地表温度产品，采用时‑空数据融合算法获得不同时间序列的城市地表温度数据集；利用Landsat遥感影像数据和单通道反演算法获取城市地表温度。本发明的有益效果是：本发明充分考虑了城市热环境与城市三维空间形态之间存在复杂的非线性关系以及二者之间关系对时空尺度的依赖性，充分挖掘多时空尺度下城市三维空间形态对热环境的影响。本发明能够辅助政府相关部门科学有效地制定土地利用规划，并合理规划设计城市景观，避免资源的浪费与不合理分配，为政府相关部门缓解城市热岛效应提供科学的建议。

摘要： 本发明公开一种城市热环境与空气污染物浓度实时感知地图建立方法，利用ENVI‑met软件对城市热环境和空气污染物进行模拟，绘制热舒适云图和空气污染云图，通过编程和图片坐标的定义将云图和参数自动显示在ArcGIS软件的电子地图中，形成热环境和空气污染物感知地图，实现了对城市微环境的实时模拟。本发明可对城市热环境和空气污染物进行实时地图显示，为合理规划、改善城市区域微环境提供数据支持。

摘要： 本发明涉及一种城市热环境降尺度时空分析与预测方法及系统，系统包括：获取待测目标空间的影像数据集，并对影像数据集进行数据预处理，得到待测数据集；将待测数据集输入至训练好的预测模型，得到地表温度预测数据；对地表温度预测数据进行空间纹理细化，得到降尺度预测信息；降尺度预测信息用于反映城市热岛强度和时空分布；预测模型的确定方法包括：根据地表温度和影响因子数据构建样本数据集；影响因子数据包括植被归一化指数、相对湿度、太阳辐射、大气压强、降水量和气温；构建CNN‑LSTM预测模型；根据样本数据集对CNN‑LSTM预测模型进行训练和验证，得到训练好的预测模型。本发明能够提高训练模型的全面性，从而对地表温度进行高精度的预测分析。

摘要： 本发明涉及一种多时空尺度下城市热环境形成发展主导因素识别方法，包括：利用Landsat遥感影像数据反演地表温度，并结合MODIS地表温度产品，采用时‑空数据融合算法获得不同时间序列的城市地表温度数据集；利用Landsat遥感影像数据和单通道反演算法获取城市地表温度。本发明的有益效果是：本发明充分考虑了城市热环境与城市三维空间形态之间存在复杂的非线性关系以及二者之间关系对时空尺度的依赖性，充分挖掘多时空尺度下城市三维空间形态对热环境的影响。本发明能够辅助政府相关部门科学有效地制定土地利用规划，并合理规划设计城市景观，避免资源的浪费与不合理分配，为政府相关部门缓解城市热岛效应提供科学的建议。

摘要： 本发明公开了一种影响城市热环境的关键绿地格局指数筛选方法及系统，在一个实施例中：利用遥感影像数据获取城市热环境信息和城市绿地信息；根据所述城市热环境信息和城市绿地信息，计算同一大小地理网格单元内的地表平均温度值和绿地景观格局指数；利用所述地表平均温度值和绿地景观格局指数构建逐步回归模型，以排除无关的格局指数，并筛选出重要绿地格局指数；根据所述重要绿地格局指数的组合，利用地理加权回归方法分别构建城市热环境预测模型，并根据R

摘要： 本发明采用WRF模式对2000‑2015年的土地利用变化的气候数值进行模拟研究，以3km的分辨率分析土地利用变化的特征以及其与城市热环境的影响机制，定量计算土地利用变化对京津冀区域热环境变化的贡献率，利用ArGIS、遥感和统计学方法来揭示城市热环境的时空格局特征和演变规律。步骤有：1)研究主要采用中尺度天气预报模式模拟气温变化过程；2)应用遥感、GIS及数学方法定量化来分析京津冀城市群的土地利用变化与城市热环境之间的形成机制与发展规律；3)通过WRF模式，设计不同情景，控制土地利用变量，实现土地利用对区域热环境影响的分离。