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山地城鎮(zhèn)熱島特征與測(cè)評(píng)方法研究

發(fā)布時(shí)間:2020-08-22 19:31
【摘要】:我國(guó)西部的山地城鎮(zhèn),城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的能源消耗強(qiáng)度大。城鎮(zhèn)規(guī)劃階段重視城市規(guī)模和城市風(fēng)貌,數(shù)量有限的建設(shè)用地造就了為數(shù)眾多的大體量、高密度建筑景觀。對(duì)城市環(huán)境、尤其是室外熱環(huán)境的規(guī)劃設(shè)計(jì)考慮較少,使得山地城鎮(zhèn)室外熱環(huán)境惡化程度進(jìn)一步加劇,給城市環(huán)境和居民生活帶來(lái)了一系列不良的影響,其中最明顯的表現(xiàn)就是城市熱島效應(yīng)。當(dāng)前熱島效應(yīng)的實(shí)測(cè)研究中,大多是使用城鄉(xiāng)二分法計(jì)算熱島強(qiáng)度。城鄉(xiāng)二分法易于理解,便于計(jì)算,也被廣為接受和普遍應(yīng)用,然而,該方法卻忽略了影響熱島觀測(cè)站點(diǎn)氣候的微尺度表面特征在不同局地尺度范圍內(nèi)的差異,存在一定的局限性。 本研究立足于山地城鎮(zhèn)重慶市,致力于分析其熱島效應(yīng)特征,并在大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試的基礎(chǔ)上,嘗試用熱氣候區(qū)之間的溫度差異重新界定熱島強(qiáng)度,以一種新的測(cè)評(píng)方法分析熱島效應(yīng)。圍繞山地城鎮(zhèn)重慶市的熱島效應(yīng)特征和測(cè)評(píng)方法研究,本文主要包括以下內(nèi)容: ①以位于重慶市主城區(qū)的沙坪壩、北碚、渝北和巴南四個(gè)氣象觀測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析了重慶市熱島效應(yīng)的高溫天氣背景,并基于成對(duì)氣象站點(diǎn)空氣溫度數(shù)據(jù)對(duì)比,展示了重慶市熱島效應(yīng)的點(diǎn)狀特征。 ②在重慶市主城區(qū)范圍內(nèi)開(kāi)展了35次流動(dòng)觀測(cè)實(shí)驗(yàn),用流動(dòng)觀測(cè)的方法展示了重慶市熱島效應(yīng)的帶狀特征。在流動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中,提出了用流動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算城市熱島強(qiáng)度的數(shù)學(xué)模型,并通過(guò)設(shè)計(jì)往返式流動(dòng)觀測(cè)線路,提出了一種流動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的新方法。 ③利用1988年9月15日、1998年9月11日、2006年9月1日和2009年8月24日在重慶上空過(guò)境的四景Landsat TM遙感影像,運(yùn)用覃志豪單窗算法反演了重慶城區(qū)的地表溫度,并通過(guò)星地同步觀測(cè)驗(yàn)證了遙感反演的精度。在此基礎(chǔ)上,對(duì)重慶市1988~2009年間重慶市熱島的時(shí)空演變做了分析,展示了重慶市熱島效應(yīng)的面狀特征。 ④利用在6個(gè)城市開(kāi)展的51個(gè)熱島效應(yīng)研究案例分析了城鄉(xiāng)二分法存在問(wèn)題,提出用于熱島觀測(cè)站點(diǎn)分類(lèi)的地表景觀分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),按照此標(biāo)準(zhǔn)將重慶主城區(qū)范圍內(nèi)的地表景觀分為4個(gè)系列和18個(gè)熱氣候區(qū),設(shè)計(jì)了一套熱氣候區(qū)特征表。以流動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)為支撐,分析了熱氣候區(qū)之間的溫度差異,用熱氣候區(qū)之間的溫度差異對(duì)城市熱島效應(yīng)進(jìn)行了重新界定,并以此作為城市熱島效應(yīng)測(cè)評(píng)的新方法。以地表形態(tài)和物理特征作為影響熱氣候區(qū)溫度的主要因素,將熱島強(qiáng)度分為大、中、小三級(jí),定性的描述了熱氣候區(qū)之間地表形態(tài)和物理特征的差異與熱島強(qiáng)度大小之間的關(guān)系,并歸納分析了城鄉(xiāng)溫差和熱氣候溫差這兩種研究思路對(duì)應(yīng)的熱島效應(yīng)測(cè)評(píng)方法與特征。 ⑤采用Visual C#語(yǔ)言和Arc Objects組件開(kāi)發(fā)了基于GIS的城鎮(zhèn)熱島信息管理系統(tǒng),將城鎮(zhèn)熱島測(cè)試結(jié)果和測(cè)評(píng)方法進(jìn)行集成,介紹了城鎮(zhèn)熱島信息管理系統(tǒng)的基本構(gòu)成和各項(xiàng)功能。 本文較為全面地描繪了山地城鎮(zhèn)重慶市熱島效應(yīng)的點(diǎn)狀、帶狀和面狀特征,提出了熱島效應(yīng)測(cè)評(píng)新方法,并對(duì)熱島效應(yīng)進(jìn)行信息化管理。本文的研究成果可用于指導(dǎo)流動(dòng)觀測(cè)業(yè)務(wù)的開(kāi)展,規(guī)范熱島效應(yīng)觀測(cè)站點(diǎn)的元數(shù)據(jù)記錄,提升城市在環(huán)境領(lǐng)域的信息化管理水平,為山地城鎮(zhèn)規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展提供參考。
【學(xué)位授予單位】:重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類(lèi)號(hào)】:X16

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本文編號(hào):2801058

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