1949年以来兰州城市资本密度空间变化及其机制

构建了计划经济体制和中国转型期城市资本密度空间分布理论模型,并以兰州市为例进行了实证.利用高精度卫星影象和大规模实地调查方法获取数据,采用GIS手段和数理统计方法,利用建筑高度指标,分区、分行业对兰州城市资本密度空间变化进行了深入研究.同时,采用资本存量增量(或增长率)/建成区面积增量(或增长率)的指标衡量资本角度的城市紧凑化程度,研究了城市紧凑化变动过程.结果表明:①中国计划经济体制下的城市资本空间密度为缓慢波动下降或均衡分布规律,甚至出现上升趋势.转轨期(中国)城市资本空间密度由中心到外围的相应规律则居于两者之间,存在向市场经济空间模型靠近的趋势;②中国城市计划经济体制下的用地空间由中心到外围呈现商务→住宅→工业→农业的模式,而转轨期依然基本保留了此特征;③转轨期的建筑高度提高速度存在加速趋势,住宅、商业、办公等类建筑高度明显高于计划时期,其空间分布模型也更接近市场经济体制模型;④从资本视角审视,中国城市将更加紧凑化,且随时间的推移,城市资本密度空间变化曲线大致存在较为明显的"雁行波动上升式"规律.     

基于土地开发强度的长春市城市空间效率分异研究

以地块容积率和建筑密度为基础数据,从土地开发强度这一微观视角出发,针对长春市建成区圈层式快速发展的现实,运用替代原理和竞租理论分析长春市中心城区1 460个地块的土地开发强度的分布特征,并采用核密度估计法对城市空间扩展过程中的低效地块和“超效”地块进行判断,总结分异特征和原因。研究发现：长春市土地开发强度的分布不符合替代原理,地块容积率的分布总体呈现“高-低-高”的环状分布特征;长春市城市空间结构组织总体上符合竞租理论,公共服务设施对传统竞租函数及其空间结构组织模式具有很大的影响;长春市在城市空间扩展过程中,低效与“超效”并存;商业用地和居住用地是低效地块和“超效”地块的主要用地类型,以商业、居住、娱乐、休闲、办公为一体的城市商业综合体建设或许可在一定程度上缓解该矛盾。     

城市天空开阔度矢量/栅格估算方法对比

城市天空开阔度（Sky View Factor,SVF）是重要的城市形态学参数,为了找出高效可靠的方法定量分析城市天空开阔度,对比了矢量与栅格两种估算方法在城市天空开阔度估算与制图中的表现。以福建省晋江市为例,选取了软件计算法中的矢量计算法和栅格计算法对天空开阔度进行估算,并在结果的宏观分布规律、不同方法结果数值差异、不同分辨率结果一致性几方面进行对比分析。结果表明：与栅格估算法相比,矢量估算方法估算结果与城市建筑结构相符合,估算结果数据分布规律更合理,不同分辨率结果一致性更高,在较高的分辨率下更适应城市天空开阔度定量分析与制图的需要;但在低分辨率情况下,两种方法直接计算结果的代表性都极低。     

喀斯特城市植被覆盖度时空变化对地表温度的影响

随着桂林喀斯特城市的快速扩展、地表植被覆盖度的变化,城市热岛现象越来越明显。以桂林1989-2006年5景TM/ETM遥感图像为数据源,利用遥感归一化植被指数反演植被覆盖度Pv,利用Qin单窗算法反演地表温度ts,分析Pv空间和时间变化对ts的影响。结果表明,在空间上ts随Pv的提高而降低,呈明显负相关关系。在时间上Pv<0.2面积比例逐年增加,1989年7.8%、1991年15.2%、2000年20.7%、2005年21.1%、2006年22.7%;而Pv≥0.7面积比例逐年减少,1989年49.2%、1991年27.4%、2000年27%、2005年16.5%、2006年11.1%。其导致地表温度高于茂密林地表面温度的比率z>20%的高温像元比例逐年上升;而z≤10%的低温像元比例逐年下降,1989年28.9%、1991年25.4%、2000年23.7%、2005年22.2%、2006年20.4%。植被覆盖的喀斯特山峰呈现显著的凉岛现象,从而调节喀斯特城市气候环境。     

北京城市居住空间形态对居民通勤方式的影响

借助GIS分析和多项式逻辑回归模型,基于5 066份大规模问卷调查数据对北京进行了实证分析,考察北京城市居住空间形态特征在城市空间上的差异,及其对居民通勤方式的影响程度。结果显示：北京城区和郊区的居住空间形态的空间分异显著,并且对居民的通勤方式造成了重大影响,超大街区不利于步行,而高容积率对小汽车出行有显著的抑制作用,高度混合的土地利用形态则能够显著促进居民选择步行通勤。性别、年龄、收入对北京居民的通勤方式具有影响,女性、中老年及低收入群体选择绿色出行方式的概率更高。结论表明居住空间形态规划是引导居民通勤方式的重要途径之一,据此提出了减少居民小汽车出行、促进绿色出行的规划建议。     

北京城市公共服务设施空间分布均衡性研究

利用空间分析和数理统计工具研究2014年北京市教育、医疗等城市公共服务设施空间分布的均衡性。以市域各街道和乡镇为评价单元,构建供给指数、需求指数度量各单元内城市公共服务设施的供给和需求,据此分析和评判北京市城市公共服务设施的空间分布及服务质量的均衡性。研究结果表明:在市域尺度上,由于城市发展历史的影响,北京城市公共服务设施空间分布均衡性呈现核心-边缘的格局;在区县尺度上,受行政体系和城镇体系的等级性影响,均衡性程度高低与城镇等级高低相一致;公共服务设施的供给指数与需求指数相关性显著,可判定设施空间分布总体上比较均衡;通过空间叠加分析发现北京市存在设施供给和需求不匹配的区域,其中教育设施、城市公园设施和医疗设施空间布局的均衡程度高于文体设施。     

低碳视角下城市空间形态紧凑度研究

全球气候变化背景下,构建功能紧凑的低碳城市空间形态已成为世界各地城市实现低碳化可持续发展的主要途径之一。但目前的城市形态研究主要集中在城市外部空间,缺乏对城市内部功能空间紧凑度的量化。从实现低碳城市的视角,提出了城市内部功能空间形态紧凑度的量化指标,用以探讨实现低碳城市的城市空间形态特征;以商业、医疗、教育和文化娱乐等4种重要服务设施布局为基础,构建了城市功能空间紧凑度指数,对不同规模、不同地理条件类型的8个案例城市进行定量研究,实证了城市内部“功能空间紧凑度”指标较城市外部“形态紧凑度”指标能够更好的反映城市形态的紧凑性内涵,适用于评价各类城市空间形态的低碳发展模式。     

北京、重庆和深圳城市空间增长绩效比较研究

基于城市空间结构紧凑度和均衡度的概念构建城市空间增长绩效模型,遴选北京、重庆和深圳3个城市等级和地形迥异的大城市,分析其在2012—2016年的空间增长绩效。结果表明:北京的城乡区域逐渐融成一体,深圳的城市空间形态演变为多中心组团式的格局,而重庆的城市空间形态则相对紧凑。在此期间,北京的城市蔓延状况最严重,深圳的城市蔓延速度最快,而重庆则在社区级服务中心的配置上改善明显。空间增长绩效上,市区级紧凑度重庆最高,北京最低;社区级紧凑度深圳最高,北京最低;市区级均衡度北京最低,社区级均衡度重庆最低。     

基于GIS和遥感的中国城市分布与自然环境关系的定量研究

利用ArcGIS10、ENVI4.5、Visual FoxPro6.0等软件,采用空间分析技术手段,定量分析了中国655个建制城市的空间分布与河流、植被、地形起伏度、高程4种自然环境因素的关系,结论如下:①城市对水的依赖程度高,城市等级越高,依赖程度越强;②总体趋势上,植被状况越好,城市分布数目越多;城市对植被的依赖程度高,城市等级越高,依赖程度越强;③总体趋势上,地形起伏度越大,城市分布数目越少;地形起伏度对城市分布有较大影响,城市等级越高,影响程度越大;④高程对城市分布有较大影响,城市等级越高,影响程度越大。综合评价全国不同区域的城市发展适宜度,分析了适合城市发展的区域。     

土地制度对北京制造业空间分布的影响

自改革开放以来,中国制造业"地图"发生了很大变化.国内外许多学者认为,政府放松管制和要素配置市场化是中国制造业空间变化的主要原因.但在较微观的层面,土地供应、政府管制在制造业空间变化中起了主导作用.在这个过程中,土地制度的变革扮演着重要角色.本文以北京市为例,通过1985和2004年度制造业企业数据的分析,分析了北京制造业空间变化的特征,并试图揭示土地制度变革在其中扮演的角色.首先,土地由无偿划拨到有偿使用加速了工业郊区化的进程;其次,政府通过确定工业用地的供给方向、数量和时间等,决定着制造业空间转移的方向;第三,土地产权改革以及农用地向建设用地的流转促进了乡村工业化的进程,乡镇企业的快速发展在制造业空间变化中也起到了重要作用.     

Influence of urban expansion on the urban heat island effect in Shanghai

The urban heat island (UHI) effect resulting from rapid urbanization is attracting increasing attention among the global scientific community. This research analyzed the relationship between urban expansion and the UHI effect utilizing an integrated approach, including urban land interpretation and retrieving land surface temperature based on remote sensing, and spatial overlay analysis for revealing the relationship for different time periods between 1984 and 2014 in Shanghai, China. The results show that (1) the spatiotemporal changes in UHI are consistent with the expansion of urban land, and rapid urban expansion leads to an expansion of the UHI, in particular along roadways. (2) The mode of urban expansion is an important factor influencing the UHI effect. Urban sprawl (urban expansion in the edge-expansion way) is a form of typical expansion that leads to the rapid increase in the UHI. When the urban compactness ratio is less than 0.15, a compact design can effectively control the expansion rate of the UHI and mitigate its range of influence and intensity. However, when the urban compactness ratio is greater than 0.15, the urban design has a marked influence on the UHI ratio index: a more compact form produces a stronger UHI effect. So, finding an equilibrium between urban compactness ratio and urban expansion rate is good for effective urban management and planning.     

地表城市热岛效应的概念内涵与定量刻画

明晰城市热岛（UHI）效应相关概念内涵、厘清其定量刻画方法是有效开展UHI效应研究的重要基础。全球城市化进程使UHI效应越发普遍,相关研究数量迅速增长并出现了UHI效应的多样认知,尤其对具有空间异质性表征优势的地表城市热岛（SUHI）效应开发了多样的定量刻画方法,但目前尚缺乏对其定量刻画方法的系统梳理。因此,本文对城市热岛、城市热岛效应、地表温度和城市热环境等易混淆概念进行了辨析,总结了各类UHI典型空间位置和尺度范围。在SUHI效应定量刻画中,将SUHI范围识别方法归结为城乡温度阈值、温度等级阈值、高斯拟合参数、温度衰减突变四大类,指出当前SUHI范围识别研究侧重于对SUHI影响规模的认知。研究同时对各类范围识别方法所对应的SUHI强度表征指标进行了梳理,认为理解指标本质内涵是掌握指标间潜在差异的前提。未来研究应整合多维度数据以突破单一SUHI监测途径,发展大尺度SUHI定量刻画方法以拓展定量研究的广度,认知连通化SUHI空间形态以挖掘范围识别研究的深度。     

Characteristics of urban heat island effect in Lhasa City

This paper analyzes the Urban Heat Island (UHI) effect in Lhasa City of Tibet using meteorological observations, the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Land Surface Temperature (LST) data obtained from Earth Observing System/Moderate resolution Imaging Spectroradiometer (EOS/MODIS) information, and correlation and composite analyses. The results show: (1) Areas with high temperature are primarily located in the center of the city or nearby counties, while low temperature areas are in the suburbs of counties. The area with high temperature has expanded in recent years and some high-temperature centers have even migrated to certain other regions. (2) The UHI intensity tends to be stronger both in annual and seasonal variations, especially in winter. Also, LST is somewhat positively related to mean air temperature. (3) A negative correlation exists between the changes of LST and NDVI with the increase of vegetation from urban to rural areas in different seasons. (4) The UHI intensity is negatively correlated with precipitation while positively correlated with wind speed, and the relation between the UHI intensity and evaporation varies with the seasons, namely, the intensity is positively correlated with summer evaporation but negatively correlated with winter evaporation. (5) UHI intensity might be enhanced by intensified urbanization, wherein built-up areas expand, there is increased heat from human activity, and there is more artificial heat input to the atmosphere.     

广佛同城化发展的热岛效应研究

在新常态区域协同发展的机制下,同城化发展的进程不断加快,由此导致的热岛效应影响不断凸显。城市热岛效应的时空变化,是土地利用类型的改变和人们活动等相互作用的结果。本文以广佛同城区域为例,采用2000年和2010年珠三角的土地利用类型数据,利用WRF(Weather & Research Forecasting Model)气象数值模式,分析广佛同城化加速发展带来的热岛效应强度变化。同时,应用连续变化的灯光数据提取2000-2010年间广佛的建成区变化,从个人口密度、户籍数及工业生产总值等角度出发,对广佛同城化区域热岛强度的湿度变化进行相关性和二元回归分析,研究同城化过程中对热岛效应产生的决定性影响。研究表明,广佛交界处的荔湾、南海、白云、三水、番禺、顺德等地区的气温明显高于其他地区,而月平均相对湿度明显低于其他地区,形成大范围的城市热岛和城市干岛。研究还发现,随着建成区面积的增加,热岛强度增强;人口增长及地区生产总值的变化,与广佛同城化区域热岛强度的相关系数超过0.68。总体而言,广佛同城化发展带来人类活动的加强与土地利用类型的改变,对热岛效应具有重要的影响。     

基于FSDAF模型的干旱区典型绿洲城市夏季地表热岛效应时空演变研究

全球城市化进程加快引起的干旱区绿洲城市热岛效应变化及其生态环境问题已成为当前国内外城市气候、环境和生态等领域的研究热点之一.基于遥感热红外通道反演的地表温度(Land surface temperature,LST)是开展城市地表热岛(Surface urban heat island,SUHI)效应监测研究的关键参数...     

基于改进TAE算法的城市热岛信息提取技术

在使用遥感数据提取煤火热异常信息的TAE算法的基础上,根据城市热岛特点对算法进行了改进,提出了针对城市热岛研究的Urban-TAE算法,即U-TAE算法.该算法使用不同范围的滑动窗口来探测整幅图像,根据稳健估计的方法设定地表温度高于全部像元以及窗口内像元温度统计均值+标准差的像元为热异常像元,并将滑动窗口的范围设置在5...     

A historical review and assessment of urban heat island research in Singapore

This historical review of 20 studies since the 1960s examines the influence of urban development on the thermal environment in Singapore, a fast growing tropical island city‐state. Past observations are critically assessed with regard to experimental controls and station metadata. Given the availability of historical climate and developmental data spanning almost 50 years, changes in urban heat island (UHI) intensity and spatial coverage can be traced temporally. Rapid urban expansion in Singapore is clearly reflected in spatially and temporally changing air and surface temperature patterns. The nocturnal canopy‐layer UHI intensity – measured as the difference between the commercial urban core and undeveloped areas close to primary or secondary rainforests for example – doubled in magnitude between 1965 and 2004. At the same time, the spatial extent of the nocturnal UHI has also expanded with the development of new housing and industrial districts. The influence of the growing city is also reflected in surface temperature. Two satellite images dated 13 years apart demonstrate the encroachment of areas with high surface temperatures into previously cooler areas during daytime corresponding with new public housing estates and low‐rise residential areas or facilities being built. The results from our study contribute to the growing body of tropical heat island research. They provide baseline data for future research and urban development in the Singapore context and, more generally, offer important cues for urban planners to make tropical cities more sustainable.     

上海城市热岛与热浪协同作用及其影响因子

在全球变暖的背景下,热浪变得更加频繁。城市地区由于城市热岛效应在热浪事件中承受更大的风险。然而城市热岛与热浪之间的相互作用还少有研究。利用2016-2017年两个夏季（6-8月）上海城、郊气象站逐时气温、风速、相对湿度资料、城区徐家汇和郊区奉贤涡动相关通量观测资料对比分析了热浪和非热浪期间城市热岛强度的差异,并利用一个平流扩散解析模型揭示了城市热岛与热浪相互作用的物理机制。结果表明,热浪期间的城市热岛强度相比非热浪期间明显增强,且白天增强大于夜间,显示出城市热岛与热浪之间的协同效应。热浪期间城、郊相对湿度比值相对非热浪期间明显减小,表明热浪期间城区地表相对郊区变得更干,从而抑制了蒸发作用,加剧了城市热岛强度;平均风速也明显减小,平流降温效应减弱,对城市热岛强度起正反馈效应。热浪期间城区净辐射通量的增加大于郊区,使城区获得更大地表辐射输入;由于城区更少的植被覆盖和更多的不透水下垫面,热浪期间城区潜热通量略有降低,而郊区明显增加;城区感热通量增幅则大于郊区,这种感热和潜热通量分配的改变也加剧了城市热岛强度。本研究对城市如何应对加剧的热风险具有重要的科学指示意义。     

北京地区气温多尺度分析和热岛效应

以北京地区20个气象观测站47年(1960-2006年)逐日的平均气温记录为基础,利用线性倾向估计、突变分析、小波分析等分析方法对北京地区气温的时空分布特征及其热岛状况进行了分析.研究表明:近47年来北京地区年平均气温变化呈上升趋势,7年滑动平均曲线表明这种上升趋势近年来稍有减弱.城市热岛效应明显,四季热岛效应的时间和空间均有差异.冬季热岛效应比夏季强,但夏季热岛效应呈现出多中心的现象.小波分析表明热岛强度存在3个周期变化.在25a左右的尺度上,进入21世纪春季和冬季相对较弱,夏季和秋季较强.     

基于MODIS日地表温度产品的兰州市热岛效应特征

由于MODIS 8 d地表温度产品和Landsat热红外波段很难准确反映地表温度的日变化,这导致由此得到的热岛效应结果不够准确,因此利用MODIS日地表温度产品1天4次的数据来分析长时间段上的热岛效应变化和已有将日地表温度转换成月和年地表温度的算法得到月和年地表温度值,以兰州市为实验区分析了2002-2015年兰州市的热岛变化特征,结果表明：兰州市热岛效应总体上处于增长趋势,2002-2009年波动变化,2010-2015年平稳增加。空间上由中部逐年向北部永登县和皋兰县方向扩展;兰州市热岛的月变化特征分为两个部分,1～5月呈“人”字形变化;6～12月整体下降,空间上表现为东北和西南向条带中心紧缩;兰州市热岛季节变化表现为：夏季>春季>秋季>冬季,空间上在兰州的中心位置以及延伸至榆中县的东南角高温区面积增减。研究表明MODIS日地表温度产品能更加准确地评价区域尺度热岛效应的演变特征。