鄱阳湖核心流域地区城市地表形态的异质性对地表温度的影响研究

鄱阳湖是中国最大的淡水湖,其生态保护受到高度关注。以鄱阳湖流域核心地区为研究对象,基于Landsat-8 OLI遥感影像和已更新至2015年江西省地理国情普查房屋建筑矢量数据,进行城市建筑形态及地表温度(LST)的空间分布、变化特征的定量化研究,且深入分析建筑形态与LST之间的相互影响关系。此外,利用高分辨率的3D建筑物栅格数据进行天空开阔角系数(SVF)的计算。结果表明,(1)湖区整体以低层低密度、低层高密度建筑形态为主,市级地区以中层高密度建筑、高层中密度建筑为主;低层低密度、低层高密度建筑主要分布在经济发达程度一般、城镇化率较低的县乡级地区。(2)湖区2005年和2016年10月的地表温度均低于5月,且低层低密度较为松散的建筑形态是引起湖区热环境变化最主要的建筑形态,高层高密度建筑形态的所在地区地表温度较为稳定。(3)建筑高度和建筑密度与地表温度之间呈正相关性,2016年5月地表温度与建筑高度、建筑密度的相关性系数分别为0.447和0.691,10月为0.486和0.841。从相关系数可知,建筑密度对地表温度的影响程度高于建筑高度。(4)实验区在晴好天气昼间,SVF值范围为0.06~0.79,主要频率在0.2~0.5之间。5月SVF值与地表温度之间的相关性系数为0.044,不存在明显的线性相关性;10月两者之间Pearson相关性系数为0.606,相关性较高。SVF值较小的区域,建筑分布密集,阻碍大气对流,且阻挡长波辐射能量,不易于地表热辐射的扩散。地表形态的异质性会导致高低各异的地表温度及不同程度的地表温度变化,建筑高度和建筑密度要素对鄱阳湖核心流域地区地表温度具有直接的影响,且建筑密度的影响更大。

基于参数化三维模型的城市天空遮挡简化算法

天空遮挡是指在地表任意处所见天空受周围建筑、树或其他构筑物形成的遮挡。本文提出一种城市天空遮挡的简化算法,算法采用反三角函数解析法计算遮挡高度角,进而得到天空角系数、阴影率和日照时数等参数。通过脚本语言编制Rhino&Grasshopper参数化平台插件实现算法的自动计算。通过理想算例、建筑群算例和实际城市住区算例的对比计算,证明简化算法具有较高计算精度和稳定性,可满足工程设计要求,其中,SVF计算值的根均方差≤0.04,一致性指数≥0.99,SAR计算值的根均方差≤0.101,一致性指数≥0.96。对比以往插件和软件,简化算法插件的计算耗时更短而整体运算效率更高。本文给出的算法及插件,可为城市设计初步方案在城市微气候、室外热舒适和建筑能耗等方面性能的评价与优化提供关键技术支持。

广州典型生活性街谷的热环境实测研究

本文选取广州典型生活性街谷在夏季典型日开展测试，分析街谷热环境的变化规律及影响因素。结果显示，在日间（6：00～18：00），东西向街谷平均值为：空气温度31．0℃，相对湿度74％，风速1．26m／s，MRT32．7℃，SET’34．1℃，南北向街谷平均值为：空气温度31．1℃，相对湿度73％，风速1．48m／s，MRT34．4℃，SET’34．0℃，南北与东西向街谷的空气温湿度、SET’相近，而风速和MRT存在差异。街谷气温的逐时变化呈现衰减和延迟特征。SVF是影响街谷内热环境分布的重要因素，SVF每增加0．1，MRT、空气温度和SET分别升高2．1℃、0．2℃和0．6℃。大高宽比、乔木绿化和良好通风是改善广州生活性街谷热环境的有效途径。街谷热环境受当地气候条件和所在地理纬度等因素影响，不同气候地区的研究结果不能简单类推。