基于热岛效应的福州市主城区通风格局规划策略研究

发布时间：2017-08-25 05:00

  本文关键词：基于热岛效应的福州市主城区通风格局规划策略研究

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【摘要】：快速城市化进程总是伴随着大量问题的出现,城市人口和建筑密度的迅速增大,夏季酷热,城市通风状况不佳都影响着人居环境质量。福州市作为河口盆地,四面环山,地形闭塞,静风频发。论文研究分析福州市城市热岛效应,探索缓解热岛效应的通风格局规划策略。以Landsat 8遥感影像为数据源,以福州市主城区为研究对象,首先利用影像的热红外波段反演地表温度,获得福州市主城区的城市热环境分布格局,结合实地调研对热岛效应的现象与成因进行分析。其次利用遥感影像对研究区进行土地利用分类,分析了土地利用对城市热岛效应的影响。将研究区城市热岛强度、城市热环境空间分布与研究区地理环境、风速等气象参数相结合进行分析,依据福州市水系、内河网络等已有的城市形态寻找潜在的通风格局,提出福州市主城区通风格局规划策略,研究结果如下：(1)以2015年09月27日的Landsat 8遥感影像为数据源,使用辐射传输方程法进行地表温度的反演,结果表明：福州市主城区的地表平均温度为34.60℃,温度范围为25.17℃～49.09℃。(2)基于稳健统计的标准差分类法对研究区温度影像结果图进行7个温度等级划分,根据公式T=A±x*sd,T为温度阈值,A为福州市主城区地表平均温度,sd是福州市主城区表温度方差,x是表示方差的倍数(取值为0.5、1.5、2.5)。结果表明：强冷岛效应区(25.17℃～25.57℃)、中冷岛效应区(25.58℃～29.19℃)、弱冷岛效应区(29.20℃～32.80℃)、无明显效应区(32.81℃～36.42℃)、弱热岛效应区(36.43℃～40.03℃)、中热岛效应区(40.03℃～43.65℃)、强热岛效应区(43.65℃～49.09℃)。(3)根据中国土地资源分类系统标准,结合福州市实际土地利用情况与遥感影像的可分性,使用最大似然监督分类法将福州市主城区的土地利用类型分成草地、水体、道路、建设用地、未利用地、林地、耕地七类,使用误差矩阵进行精度分析,结果显示：遥感影像图总体分类精度为93.17%,Kappa系数为0.89,土地利用分类满足研究需要。各地类面积分布情况：建设用地林地水体道路未利用地耕地草地。其中建设用地为111.87kim2,占研究区总面积的43.46%,道路为28.76km2,占研究区总面积的11.17%,以研究区内闽江流域、内河流域、湖泊、水库为主的城市水体为32.14kim2,占总面积的12.48%。林地面积为36.86km2,占总面积的14.32%。未利用地占7.82%。(4)通过土地利用格局对城市热岛效应的影响分析可知,七种类型的地表平均温度从高到低依次为：建设用地道路未利用地草地耕地林地水体。其中建设用地与道路,是城市地表温度最高的土地利用类型,以裸地为主的未利用地的地表温度次之,草地、耕地的无明显热岛效应但温度跨度较大。水体地表平均温度最低且与其他用地类型的平均温度差距最大。通过Arcgis10.2中的面积统计显示：水体为中冷岛效应区的最大组成部分,占88.51%；其中闽江、乌龙江流域占83.32%,地表平均温度为27.63℃,大面积水体降温效果显著。光明港与其他湖体、水库占5.19%。林地占中冷岛效应区的9%。城市热岛空间分布与城市建设用地分布格局较为一致,局部呈现差异,地表温度分布总体表现出与土地利用格局显著相关。(5)在对已有的城市形态通风道分析和潜在通风格局挖掘的基础上,遵循统筹规划相互连通、主导风向与局地环流相结合、环境优先、规避污染和冷岛效应等原则,按照通风口、降温节点、通风道的建设模式,对福州市主城区进行通风格局策略研究。规划策略如下：选择闽江河谷东南部为福州市主城区的通风口,引导主导风向东南风进入闽江盆地；选取位于强冷岛效应区中的河流和山体作为福州市主城区内一级降温节点,将具有景观效应及调节微气候能力的城市冷源作为二级降温节点；将通风道划分为两级,以闽江、乌龙江为一级通风道,选择河道较宽,河流两岸绿化带完整且维护较好的40条河流作为二级通风道,将市内的线状冷岛空间相连接,串联降温节点,发挥良好的整体通风降温效果。为避免工业生产影响周边空气质量甚至区域风环境,对12条流经工业区的河流沿岸绿带进行严格整治。
【关键词】：城市热岛 城市通风格局 城市风环境 土地利用类型 福州市
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU984;TU119
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-14
• 1 绪论14-22
• 1.1 研究背景14
• 1.2 研究目的与意义14-15
• 1.3 国内外研究现状15-20
• 1.3.1 热岛效应研究进展15-16
• 1.3.2 土地利用与城市热岛关系研究进展16
• 1.3.3 城市通风与城市热岛关系研究进展16-17
• 1.3.4 城市通风格局研究与规划进展17-20
• 1.4 研究内容20
• 1.5 技术路线20-22
• 2 城市通风格局的理论基础22-30
• 2.1 相关概念22-24
• 2.1.1 城市热环境22-23
• 2.1.2 城市风环境23-24
• 2.1.3 城市通风格局24
• 2.2 城市通风的影响因素24-28
• 2.2.1 地形地貌因素24-25
• 2.2.2 土地覆盖因素25
• 2.2.3 地表粗糙度因素25-26
• 2.2.4 城市空间形态因素26-28
• 2.2.5 建筑布局因素28
• 2.3 城市通风对城市热岛效应的影响28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 3 研究区概况、资料收集与处理30-36
• 3.1 研究区概况30-32
• 3.1.1 自然地理概况30-31
• 3.1.2 城市气候特点31
• 3.1.3 城市发展概况31-32
• 3.1.4 人口数量及分布状况32
• 3.2 数据来源32-34
• 3.3 数据预处理34-35
• 3.3.1 大气校正34
• 3.3.2 几何校正34
• 3.3.3 图像裁剪34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 福州市主城区城市热岛分析36-58
• 4.1 地表温度反演36-38
• 4.1.1 原理与方法36-37
• 4.1.2 辐射传输方程37-38
• 4.2 热岛强度计算38-40
• 4.3 城市热岛空间分布特征40-46
• 4.3.1 城市热环境空间分析40
• 4.3.2 城市热岛分布40-44
• 4.3.3 城市冷岛分布44-46
• 4.4 土地利用类型对城市热岛的影响分析46-56
• 4.4.1 土地利用分类信息提取46-51
• 4.4.2 土地利用类型对气温的影响51-53
• 4.4.3 热岛强度等级与土地利用类型的关系53-56
• 4.5 本章小结56-58
• 5 福州市主城区通风格局规划策略58-75
• 5.1 福州市主城区城市通风现状分析58-60
• 5.1.1 城市风环境分析58-59
• 5.1.2 城市通风条件分析59-60
• 5.2 通风格局规划思路60-61
• 5.3 通风格局规划的基本原则61-63
• 5.3.1 统筹规划相互连通原则61-62
• 5.3.2 主导风向与局地环流相结合原则62
• 5.3.3 环境优先规避污染原则62
• 5.3.4 冷岛效应原则62-63
• 5.4 城市通风格局的表现形式63-64
• 5.5 通风格局总体空间布局策略64-73
• 5.5.1 闽江通风口空间形态规划65-66
• 5.5.2 城市降温节点规划指引66-69
• 5.5.3 城市通风道规划指引69-73
• 5.6 本章小结73-75
• 6 结论与讨论75-78
• 6.1 结论75-76
• 6.2 讨论76-78
• 参考文献78-84
• 致谢84

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