隨著我國城鎮(zhèn)化的迅速發(fā)展，城市建成區(qū)不斷擴(kuò)張，單個城市的面積不斷擴(kuò)大，大中小城市都在追求高層化，小高層在小縣城成為常態(tài)，大城市更是成為鋼筋混凝土的森林。與此相伴隨的是城市熱島不斷加劇，2013年夏季，全國各大城市相繼爆出持續(xù)高溫事件：路面“烤熟生魚”、高溫中暑患病死亡、多地城市屢屢突破高溫極限……哥本哈根氣候大會以來，我國面臨的碳減排壓力越來越大，目前中國碳排放量已居世界第二，其主要碳排放主要來源于城市，其中一部分來源于城市熱島效應(yīng)。城市熱島效應(yīng)很大程度上是由于城市空間布局不合理帶來的，這包括城市形態(tài)布局、開發(fā)強度、綠地水體、硬化地面等因素。 基于3S技術(shù)和地面觀測平臺，運用人工智能、景觀生態(tài)學(xué)、氣象學(xué)、元胞自動機(jī)等理論方法，研究天津市主城區(qū)和中心城區(qū)的熱島效應(yīng)。研究數(shù)據(jù)主要采用：多景l(fā)andsatTM衛(wèi)星遙感影像，Pléiades0.5m高分衛(wèi)星影像，天津市地圖、天津市1:2000電子地圖、天津市總體規(guī)劃圖、天津市地形圖等。其中，實測數(shù)據(jù)覆蓋主城區(qū)，郊區(qū)監(jiān)測點6個、市區(qū)18個，共計24個監(jiān)測點。監(jiān)測點布局主要考慮了時間、氣象條件、容積率、建筑密度、水體、綠地、建筑和大樹遮擋、道... 

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【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究內(nèi)容與意義
        1.2.1 研究內(nèi)容
        1.2.2 研究意義
    1.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.3.1 城市熱島效應(yīng)的概念與內(nèi)涵
        1.3.2 城市熱島效應(yīng)的觀測研究進(jìn)展
        1.3.3 城市熱島效應(yīng)的模擬預(yù)測研究進(jìn)展
        1.3.4 城市熱島效應(yīng)的減弱與規(guī)劃應(yīng)用研究進(jìn)展
        1.3.5 研究趨勢與不足
第二章 研究方法與理論
    2.1 人工智能（AI）
        2.1.1 人工智能產(chǎn)生
        2.1.2 人工智能定義
        2.1.3 人工智能的發(fā)展
        2.1.4 人工智能的原理與方法
    2.2 元胞自動機(jī)方法（CA）
        2.2.1 CA 的產(chǎn)生
        2.2.2 CA 形式語言的定義
        2.2.3 CA 的構(gòu)成
        2.2.4 城市 CA 的研究進(jìn)展
    2.3 景觀生態(tài)學(xué)理論方法
        2.3.1 景觀生態(tài)學(xué)的概念
        2.3.2 景觀生態(tài)學(xué)的發(fā)展
        2.3.3 景觀生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)
        2.3.4 景觀生態(tài)學(xué)的核心：格局、過程與尺度
    2.4 地理信息系統(tǒng)
    2.5 遙感理論與方法
    2.6 研究技術(shù)路線
第三章 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理
    3.1 研究區(qū)概況
        3.1.1 研究區(qū)范圍
        3.1.2 自然地理概況
        3.1.3 城市建設(shè)概況
        3.1.4 社會經(jīng)濟(jì)概況
    3.2 數(shù)據(jù)采集和處理
        3.2.1 實測數(shù)據(jù)的采集
        3.2.2 遙感數(shù)據(jù)的收集與處理
    3.3 地表溫度反演
        3.3.1 計算亮度溫度
        3.3.2 計算植被指數(shù)
        3.3.3 計算植被覆蓋度
        3.3.4 計算比輻射率
        3.3.5 計算地表溫度
第四章 城市熱島效應(yīng)的時空演變特征
    4.1 熱島強度定義與劃分方法
        4.1.1 熱島強度定義與計算方法
        4.1.2 基于人體熱舒適度的熱島強度劃分方法
        4.1.3 熱島強度及對熱舒適度的影響劃分結(jié)果
    4.2 熱島及其對熱舒適度的景觀、格局、過程評價
        4.2.1 景觀格局評價指數(shù)選取
        4.2.2 景觀格局過程評價分析
        4.2.3 景觀格局評價結(jié)果
    4.3 熱舒適度受影響區(qū)的轉(zhuǎn)移矩陣分析
        4.3.1 轉(zhuǎn)移矩陣?yán)碚?br>        4.3.2 熱舒適度受影響區(qū)轉(zhuǎn)移矩陣分析
        4.3.3 空間轉(zhuǎn)移分析結(jié)果
    4.4 小結(jié)
第五章 減弱熱島的城市形態(tài)布局關(guān)鍵參數(shù)與響應(yīng)機(jī)制
    5.1 研究方法
        5.1.1 熱島強度的雙指標(biāo)定義
        5.1.2 城市形態(tài)提取方法
        5.1.3 城市形態(tài)布局的測度指標(biāo)
    5.2 城市形態(tài)總面積與熱島強度
        5.2.1 城市形態(tài)總面積與最高熱島升溫
        5.2.2 城市形態(tài)總面積與熱島升溫總量
        5.2.3 響應(yīng)機(jī)制分析
    5.3 城市形態(tài)離散度、臨近度與熱島強度
        5.3.1 離散度、臨近度與最高熱島升溫
        5.3.2 離散度、臨近度與熱島升溫總量
        5.3.3 響應(yīng)機(jī)制分析
    5.4 斑塊面積、周長面積比與熱島強度
        5.4.1 斑塊面積、周長面積比與最高熱島升溫
        5.4.2 面積、周長面積比與熱島升溫總量
        5.4.3 響應(yīng)機(jī)制分析
    5.5 城市形態(tài)分維數(shù)與熱島強度
        5.5.1 分維數(shù)與最高熱島升溫
        5.5.2 斑塊分維數(shù)與熱島升溫總量
        5.5.3 響應(yīng)機(jī)制分析
    5.6 小結(jié)
第六章 城市熱島形成的單因素機(jī)制與關(guān)鍵參數(shù)分析
    6.1 基本概念的提出與定義
        6.1.1 基本概念的理論依據(jù)與算法基礎(chǔ)
        6.1.2 核容積率的概念
        6.1.3 核建筑密度的概念
        6.1.4 核綠地率的概念
        6.1.5 核硬面率的概念
        6.1.6 核水面率的概念
    6.2 研究方法與理論基礎(chǔ)
        6.2.1 尺度敏感性的理論依據(jù)
        6.2.2 氣溫?zé)釐u強度計算
        6.2.3 主成分分析的基本原理方法
    6.3 建筑空間布局與熱島強度
        6.3.1 建筑空間布局與熱島強度初步分析
        6.3.2 建筑空間布局的尺度敏感性分析
        6.3.3 建筑空間布局對日間熱島的影響變化分析
        6.3.4 建筑布局對平均熱島強度的影響分析
        6.3.5 影響機(jī)制分析
    6.4 綠地空間布局與熱島效應(yīng)
        6.4.1 核綠地率與熱島強度的尺度敏感性
        6.4.2 核綠地率對熱島強度的日間影響變化分析
        6.4.3 核綠地率與平均熱島強度
        6.4.4 影響機(jī)制分析
    6.5 水體空間布局與熱島效應(yīng)
        6.5.1 水體與降低熱島強度趨勢分析
        6.5.2 水面降低熱島距離衰減與降溫數(shù)值分析
        6.5.3 核水面率的降溫尺度敏感性
        6.5.4 核水面率對熱島效應(yīng)的日間變化影響分析
        6.5.5 核水面率與平均熱島強度
        6.5.6 水體緩解熱島機(jī)制分析
    6.6 硬化地面布局與熱島效應(yīng)
        6.6.1 尺度敏感性
        6.6.2 核硬面率對日間熱島的影響變化分析
        6.6.3 核硬面率與平均熱島強度
        6.6.4 機(jī)制分析
    6.7 熱島影響因素的主成分分析
        6.7.1 主成分分析的計算
        6.7.2 結(jié)果分析
    6.8 小結(jié)
第七章 城市空間格局優(yōu)化方案與規(guī)劃對策
    7.1 城市熱島模擬預(yù)測預(yù)警信息系統(tǒng)的構(gòu)建與開發(fā)
        7.1.1 系統(tǒng)開發(fā)的必要性
        7.1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計目標(biāo)原則
            7.1.2.1 軟件總體設(shè)計目標(biāo)
            7.1.2.2 軟件總體設(shè)計原則
        7.1.3 開發(fā)平臺與語言
            7.1.3.1 開發(fā)平臺
            7.1.3.2 開發(fā)語言
        7.1.4 軟件的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計
            7.1.4.1 數(shù)據(jù)訪問層
            7.1.4.2 后臺數(shù)據(jù)計算層
            7.1.4.3 數(shù)據(jù)結(jié)果表示層
        7.1.5 軟件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與開發(fā)流程
            7.1.5.1 軟件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
            7.1.5.2 軟件開發(fā)流程
            7.1.5.3 軟件開發(fā)界面
    7.2 城市熱島效應(yīng)模擬
        7.2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理
        7.2.2 熱島模擬的參數(shù)設(shè)置
        7.2.3 熱島模擬結(jié)果分析
    7.3 現(xiàn)狀單因素的熱島影響模擬分析
        7.3.1 建筑空間布局帶來的熱島模擬分析
        7.3.2 綠地的降溫空間格局模擬分析
        7.3.3 水體的降溫空間格局模擬分析
        7.3.4 硬化地面帶來的熱島效應(yīng)模擬分析
    7.4 減弱熱島的空間格局優(yōu)化方案
        7.4.1 熱島強度控制標(biāo)準(zhǔn)
        7.4.2 城市熱島溫度圖綜合疊加分析
        7.4.3 減弱城市熱島的規(guī)劃建議方案
    7.5 控制熱島的規(guī)劃對策
        7.5.1 基于容積率的熱島防控預(yù)警策略
        7.5.2 基于建筑密度的熱島防控預(yù)警策略
        7.5.3 基于水體的熱島降溫策略
        7.5.4 基于綠地的熱島降溫策略
        7.5.5 基于硬化地面的熱島防控預(yù)警策略
    7.6 小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 展望
        8.2.1 論文創(chuàng)新點
        8.2.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3727825