道路型式對(duì)城市熱環(huán)境影響的遙感和模擬分析
本文關(guān)鍵詞:道路型式對(duì)城市熱環(huán)境影響的遙感和模擬分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:交通網(wǎng)的發(fā)達(dá)程度是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn),道路作為交通網(wǎng)的基本構(gòu)成,近幾十年它的建設(shè)數(shù)量和規(guī)模都有大幅增加。由于道路下墊面材質(zhì)具有非滲透,它在吸收大量的太陽(yáng)輻射后能迅速升溫,導(dǎo)致水分對(duì)路面的蒸發(fā)降溫作用大幅度降低,就使得路面溫度遠(yuǎn)高于大氣溫度并且不斷加熱周圍大氣溫度,從而加劇了城市熱島效應(yīng)。本文以ArcGIS觀測(cè)和ENVI-met模擬為主要技術(shù)手段,分析了南海區(qū)的熱環(huán)境現(xiàn)狀及道路地表溫度的影響因子,通過(guò)建立標(biāo)準(zhǔn)模型研究,主要工作和結(jié)果如下:通過(guò)近20年中午11點(diǎn)時(shí)刻的地表溫度反演圖發(fā)現(xiàn)南海區(qū)總體熱島效應(yīng)逐年增強(qiáng),開(kāi)始由中心區(qū)域向外蔓延;南海區(qū)道路對(duì)地表城市熱島的貢獻(xiàn)率從之前的0.47%變?yōu)?.93%,熱島強(qiáng)度從之前的0.97℃增加到2.81℃,貢獻(xiàn)率不斷提高,道路對(duì)城市熱島強(qiáng)度明顯加劇;道路兩旁用地性質(zhì)不同,產(chǎn)生了熱源道路和冷源道路,冷源道路切割了城市熱場(chǎng),避免了城市熱島的蔓延;東南-西北走向與西南-東北走向的道路對(duì)周邊環(huán)境影響較小;東南-西北走向、西南-東北走向、東-西走向、南-北走向的道路對(duì)周邊溫升影響范圍在50~100m的之間,當(dāng)影響距離高于100m時(shí),道路對(duì)周邊溫升的影響逐漸減弱。通過(guò)ArcGIS統(tǒng)計(jì)抽樣的南海區(qū)道路,發(fā)現(xiàn)走向一致的道路,道路的地表溫度隨寬度的增加而減少。得到城市道路通風(fēng)預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型,發(fā)現(xiàn)影響道路平均風(fēng)速比的主要因素是道路風(fēng)向角和道路寬度。通過(guò)建立標(biāo)準(zhǔn)模型發(fā)現(xiàn),在風(fēng)向一致,道路型式不同時(shí),道路上的平均風(fēng)速以及風(fēng)速比略有不同,在風(fēng)向不同,道路型式相同時(shí),平均風(fēng)速有差別,差值在0.25m/s~0.29 m/s之間,其中當(dāng)風(fēng)向?yàn)?35°時(shí),道路上的平均風(fēng)速處于最大值;當(dāng)?shù)缆凤L(fēng)向角在[45°,90°]范圍時(shí),道路寬度與溫度有負(fù)相關(guān)性,當(dāng)?shù)缆凤L(fēng)向角在[0°,45°)范圍時(shí),道路寬度與溫度有正相關(guān)性,因此[45°,90°]的風(fēng)向角,道路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡量增加寬度以降低溫度,當(dāng)[0°,45°)的風(fēng)向角,道路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)減少寬度,造成峽谷效應(yīng),以降低溫度;路面材質(zhì)反射率高的道路,空氣溫度低,周邊建筑表面溫度也低,路面材質(zhì)反射率低的道路,空氣溫度高,周邊建筑表面溫度也稍高,因此在設(shè)計(jì)道路時(shí)盡量選擇反射率較高的材質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】:道路 熱環(huán)境 ArcGIS ENVI-met
【學(xué)位授予單位】:華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:X16;P461;P407
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-11
- 第一章 緒論11-19
- 1.1 研究背景及意義11-12
- 1.1.1 論文研究背景11
- 1.1.2 論文研究意義11-12
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
- 1.2.1 街區(qū)尺度的研究12
- 1.2.2 街區(qū)熱環(huán)境的研究12-13
- 1.2.3 遙感應(yīng)用于道路的研究13
- 1.2.4 道路其他相關(guān)的研究13-15
- 1.2.5 目前研究中存在的問(wèn)題15
- 1.3 研究方法介紹15-17
- 1.3.1 遙感觀測(cè)15-16
- 1.3.2 CFD模擬16-17
- 1.4 研究思路17-18
- 1.5 本章小結(jié)18-19
- 第二章 道路型式對(duì)南海區(qū)熱環(huán)境的現(xiàn)狀分析19-39
- 2.1 引言19
- 2.2 研究區(qū)概況19-23
- 2.2.1 研究區(qū)范圍19-20
- 2.2.2 佛山市南海區(qū)概況20-22
- 2.2.3 研究數(shù)據(jù)22-23
- 2.3 地表溫度反演方法介紹23-28
- 2.3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源23
- 2.3.2 地表溫度反演方法23-25
- 2.3.3 地表溫度反演圖25-28
- 2.4 南海區(qū)總體的熱環(huán)境分析28-29
- 2.5 南海區(qū)道路對(duì)熱環(huán)境的影響分析29-37
- 2.5.1 南海區(qū)道路對(duì)地表城市熱島的貢獻(xiàn)率29-30
- 2.5.2 南海區(qū)道路與熱場(chǎng)高溫區(qū)的關(guān)系30-34
- 2.5.3 南海區(qū)道路對(duì)地表城市熱島效應(yīng)的影響34-37
- 2.6 本章小結(jié)37-39
- 第三章 道路地表溫度的影響因子分析39-56
- 3.1 引言39
- 3.2 道路的抽樣39-42
- 3.3 道路地表溫度的影響因子42-50
- 3.4 影響因子的原因分析50-55
- 3.4.1 文獻(xiàn)資料50-51
- 3.4.2 驗(yàn)證道路寬度與風(fēng)速的相關(guān)性51-55
- 3.5 本章小結(jié)55-56
- 第四章 道路型式對(duì)街區(qū)熱環(huán)境的數(shù)值模擬56-86
- 4.1 引言56
- 4.2 工況模型的建立56-63
- 4.2.1 工況模型建立考慮的因素56-57
- 4.2.2 道路型式的分類及介紹57-58
- 4.2.3 道路的幾種標(biāo)準(zhǔn)模型58-59
- 4.2.4 模型構(gòu)建59-61
- 4.2.5 模型信息61-63
- 4.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)63-64
- 4.3.1 風(fēng)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)63-64
- 4.3.2 熱環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)64
- 4.4 模擬結(jié)果統(tǒng)計(jì)方法64-67
- 4.5 道路橫斷面型式對(duì)街區(qū)熱環(huán)境的模擬分析67-74
- 4.5.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為平均風(fēng)速67-68
- 4.5.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為風(fēng)速比68-74
- 4.6 道路走向?qū)謪^(qū)熱環(huán)境的模擬分析74-79
- 4.7 道路材質(zhì)對(duì)街區(qū)熱環(huán)境的模擬分析79-84
- 4.8 道路熱溢出的模擬結(jié)果與GIS調(diào)研結(jié)果對(duì)比分析84
- 4.9 本章小結(jié)84-86
- 總結(jié)與展望86-88
- 本文主要結(jié)論86
- 存在的問(wèn)題與展望86-88
- 參考文獻(xiàn)88-90
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果90-91
- 致謝91-92
- 答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見(jiàn)92
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