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澳门城市热岛效应与景观格局关系初探

王志石周亮* 米金套**

澳门大学科技学院澳门

*厦门大学嘉庚学院福建漳州

** 国家环保总局北京

摘要

本研究涉及到遥感技术和地理信息系统在研究城市景观格局演变及其城市热岛效应方面的应用。具体地说，是系统地分析了澳门城市扩展的时空变化及其景观格局演变，得出澳门近10年高速城市化过程的景观格局特征。研究澳门景观格局与城市热岛的关系，并分析热岛的时空变化，为澳门城市热岛的控制提供科学的依据。

Urban Landscape Pattern vs. Urban Heat Island Effect

Wang Zhishi Zhou Liang* Mi Jiantao**

Faculty of Science and Technology, University of Macau, Macao

*Xia Men University, Zhangzhou, Fujiang

** National Environmental Protection Agency of China，Beijing

Abstract

This research involves application of remote sensing technique and GIS system to assessment of urban landscape pattern evolution and urban heat island effect. Specifically, the spatial and temporal changes of urban areas of Macao has been studied with Landsat MT remote sensing data, focusing on rapid urbanization of Macao in recent decade as well as its impact on urban microclimate of Macao. This research will offer some scientific basis for control of urban heat island effect of Macao.

1.引言

近年来，遥感技术的快速发展，使得城市景观格局演变与热岛效应关系研究成为可能。利用遥感技术进行城市景观变化探测一般需要以下三个步骤：图像几何校正、辐射校正和变化检测。针对不同地区和实际情况，辐射校正和变化检测是主要的难点和关键。而景观分类是研究景观格局演变的基础，可现有的景观分类体系主要考虑到土地社会、经济作用，对土地的自然属性和生态功能关注较少，不便于开展城市景观生态环境影响的研究。从城市地表的自然水热条件出发，建立城市景观分类体系将有助于城市生态环境问题的解决。

澳门特别行政区城市发展极为迅速，城市建成区面积自有记录的1912年的11.6平方公里逐步扩展到2004年的27.5平方公里，尤其是近年来因沿岸填海从1999年的23.8平方公里增长为2004年的27.5平方公里，从而出现了大规模的土地利用/覆盖格局变化。人口与产业过于集中于市区，导致中心城市生态环境压力过大，城市热岛加剧，居民生活质量持续下降。研究澳门城市景观格局演变以及与城市热岛的关系，不仅可以为澳门城市环境治理提供科学指导，同时也为类似城市生态系统研究提供了一个典型案例。

鉴于上述研究背景，本项目将在城市生态系统景观格局－生态过程－环境响应的相互动态机理的指导下，以GIS和遥感为技术手段，系统的研究澳门城市景观格局演变特征，以及城市热岛时空分布及其影响因素，探索了城市景观格局与城市热环境的相应关系。

2城市景观变化遥感分析方法

利用遥感技术进行城市景观变化探测一般需要以下三个步骤：图像几何校正、辐射校正和变化检测。

2.1图像几何校正

遥感几何校正就是利用控制点改正原始图像的几何变形，产生一幅符合某种地图投影或图件表达要求的新图像（戴昌达等，2004），主要包括选取控制点、建立几何校正模型、图形重采样三个步骤。对于最后校正精度，Jensen（1981）认为进行变化探测时图像匹配的误差应小于0.5个像元。

2.2图像辐射校正

地面站提供的产品虽然经过系统辐射校正，消除了传感器系统产生的辐射畸变，但仍存在着大气散射和吸收引起的辐射误差及太阳高度角和地形等光照条件差异引起的辐射误差（戴昌达等，2004）。辐射校正的目的就是消除多时相遥感中地物辐射差异的影响，使影像间同一地物类型具有相同的辐射量，有利于样本点的选取和分类精度的提高（Seto等，2002）。大气辐射校正可以分为：绝对大气校正和相对大气校正两类。前者是将遥感图像的DN (digital number)值转换为地表反射率或地表反射幅亮度的方法，它需要对大气的辐射传输过程进行有效的模拟，确定太阳入射角和传感器的视角以及地形起伏之间的相互关系，一般需要卫星过境时测定大气的光学厚度，所以在应用中受到限制；相对辐射校正一般以一期时相的影像作为参考影像（即主影像），对其它时相的影像（即从影像）进行辐射校正（Hall等，1991）。其校正后的得到的图像，相同的DN 值表示相同的地物反射率，其结果不考虑地物的实际反射率。相对辐射校正不需要大量的大气状况参数，操作简便易行，不仅能纠正大气状况变化带来的差异，而且能够消弱传感器等其它原因产生的噪音（Caselles 等，1989）。常用的相对辐射校正可以归纳为四类：统计调整法（Statistical Adjustment）直方图匹配法（Histogram Matching，HM）、线性回归法（Linear Regression）和大气阻抗植被指数法（Elvidge 等，1995；Yang 等，2000；丁丽霞等，2005），非常适应于历史多源遥感数据的处理，在景观格局演变遥感分析中得到广泛的应用。

2.3 景观变化遥感检测

城市景观遥感动态检测方法主要可以分为2类：光谱直接比较法（Image-toimage Comparison Method）与分类后比较法（Map-to-map Comparison Method）（Yang 等，2002）。此外很多人对基于光谱变化和分类后比较的混合动态监测方法也进行了不少探索。基本思路就是先光谱比较提取变化地区，再对变化区分类比较提取变化数量和类型信息。如何春阳等（2001）将变化矢量分析和分类后比较法相结合进行混合动态监测，尽管对单景图像分类精度提高不明显，却可以大大降低常规分类后比较法中误差累积的程度，改善了常规分类后比较方法中误差累积，出现不合理变化类型的缺陷，从而得到较为准确的土地利用/覆盖变化定量信息。

根据地物在不同波段辐射值的差异，利用热红外传感器对城市地表温度进行大面积观测，通过计算得到地物热量空间分布。热红外遥感的发展可以从1962 年第一台红外测温仪诞生算起，1978 年美国发射热惯量卫星（HCMM），首次用卫星来观测地球表面的温度差异，标志着热红外卫星遥感的发展（赵英时，2003）。根据选用传感器平台的差异，分为卫星遥测法和航空遥测法。不同的遥感器，其通道光谱信息和空间响应信息均不相同。对于大区域尺度的研究一般选用

NOAA/AVHRR，其空间分辨率为1.1 km，过境周期短（Gallo 等，1993）。但为了获取详细的热岛空间分布，许多学者常常选用Landsat 的热红外波段TM6 或者ASTER 来评价城市热岛强弱（Kawashima 等，2000）。航空遥测法就是将热传感器安置在飞机或其它飞行器上进行飞行测定，该方法可以根据试验设计进行，不用受到卫星过境时间的限制。当前主要运用两种传感器：TVR（Thermal video radiometer）和ATLAS（Advanced Thermal and Land Applications Sensor）。它们在热噪声标识、重现性、稳定性，热敏感性和空间分辨率等方面具有很高的质量（Ben-Dor 等，1997）。

2.4 城市热岛的时空分布特征

从大量的观测结果看，城市热岛强度具有明显的周期性和非周期性变化特征，而在相同时间相同气象条件下，热岛强度会因水平区域和垂直高度不同呈现出明显的差异，其变化情况十分复杂。

城市热岛强度呈周期性和非周期性交叉变化。国内外众多城市观测的资料表明，城市热岛强度主要表现出2 种周期性的变化，即日变化和年变化。在晴稳天气条件下，热岛强度的日变化表现为夜晚强，白昼午间弱，一天中热岛效应最强烈发生在日落2-5 h（邓莲堂等，2001）。但福州热岛效应日变化在不同季节表现不同：冬春08 时出现最多，冬季14 时最少，而春季20 时最少；夏秋02 时最多，夏季20时最少，而秋季14 时最少（陈千盛，1997）。由于城市热岛效应在不同时间强度不同，热岛强度通常采用城乡之间气温的最小值、最大值或平均值的差异来表示。最小温度是热岛最为明显的象征；而最大温度则可以作为热岛对环境和人类健康的最大压力。年变化特征一般表现为秋、冬季强，夏季弱。但Gallo 和Owen（1999）研究美国28个城市热岛，发现一年中热岛最强列发生在7-8 月。城市热岛强度不但有周期性变化，而且还有明显的非周期性变化。引起热岛强度非周期性变化的原因主要是与当时的风速、云量、天气形势和低空气温直减率有关，主要表现为风速越大，云量越多，天气形势越不稳定，低空气温直减率越大，热岛强度就越小，甚至不存在热岛。

通常对城市热岛水平空间分布的理解是早期Oke（1987）概括的城市热岛气温剖面图：从郊区到城郊结合部，气温陡升，被称为“陡崖”（Cliff）；到了市区气温保持平缓一致，因下垫面不同有所起伏，该段称为“高原”（Plateau）；在市中心人口密集人类活动最为集中的区域，气温达到最高点，称之为“高峰”（Peak）。János Unger（2001）采用城市横穿断面方式，从市中心至郊区选择一条样带，分析其热岛分布，得出其季节空间轮廓遵从于Oke描述的气温空间分布。

在市区内部，根据热岛的水平分布形状，我们将其抽象为以下几种范式：a、

单中心式；b、多中心；c、条状；d、辐射状；e、格网状等。城市热岛与城市空间形态结构是基本一致的。早期许多城市大多是呈中心环状放射发展，它们热岛形式多是单中心的，如法国巴黎，周边平均温度为10.6-10.9 ℃，而市中心温度为12.3 ℃（Dettwiller，1970）。大城市在初期具有很强的向心力，但到一定阶段后，会出现郊区化现象。城市中心区功能逐渐减弱，郊区边缘城市、卫星城等随之形成，而热岛效应也相应呈现为多中心的空间格局。条状的热岛多在交通量较大的街道发生，由于受到交通热量排放、下垫面的影响，公路通常如同高温带一样。当多条公路相互交织在城市中，就呈现格网状。在一个城市，以上热岛水平空间分布长期共同存在，在不同条件下可能相互转化。如波兰的?ód? 城中热岛出现2种空间分布格局，①在无风的天气下多中心热岛；②在微风（2-4 m/s）下单一类型（Kazimierz，1999）。

城市热岛不仅影响近地面温度，还会影响城市边界层内能量交换，具有明显的立体空间分布特征。根据热岛发生的位置和高度，我们确定了不同类型的城市热岛，包括空气热岛、地表热岛及地下热岛。其中，城市地表温度与气温格局差异很大，不能用红外温度代替气温的测定（Ingeg?rd，1996）。尽管二者在缘由和时间动态上各不相同，但许多研究又表明了它们之间具有很好的相关性（Roth 等，1989；Ben-Dor 等1997）。Stoll.等人（1992）在Phoenix, Arizona 的研究表明空气辐射温度（通过热辐射计距地面3m）与气温（距地面1.5 m测定）之间有很好的相关性。不同时间、不同层次热岛程度是不同的，但它们的空间分布是相似的（Hadas 等，2000）。Kawashima, S.等利用Landsat 5遥感数据研究日本冬天夜晚地表温度与气温的关系，发现前者对后者的影响与大气边界层温度的平均直减率（mean lapse rate）相关（Kawashima 等，2000）。

3 研究技术路线及数据来源

3.1本研究的技术路线

（1）城市热岛研究已经开展了100多年，但城市景观格局的时空变化对热岛影响的研究相对较少，特别是定量化和模型化方面；

（2）景观分类主要集中于土地利用，对城市景观的自然属性和生态功能关注较少。

本研究以澳门城区为对象，基于遥感和GIS技术，分析澳门城市扩展过程中景观演变特征及其对城市热岛的影响，为澳门城市规划和城市环境改善提供理论依据。

（1）明确澳门城市景观格局和热岛效应的演变特征；

（2）揭示城市景观格局演变对地表温度时空分布特征影响机制，为城市热岛效应的缓解提供科学依据。

基于上述研究目的，本研究在系统总结国内外城市景观格局演变以及城市热岛研究现状的基础上，利用遥感和GIS技术进行澳门地表温度反演，研究澳门回归后城市扩展景观格局特征以及城市热岛的时空分布，探索城市景观格局演变对城市热岛影响机制。具体工作流程简要地表示如图1所示。

3.2 数据来源

遥感数据主要用于澳门地表温度反演、土地利用/覆盖获得及景观格局分析，包含2种数据源（由表1给出）。

图3-1 澳门景观格局及城市热岛研究技术路线

表3-1 澳门遥感数据清单

Landsat卫星过境澳门时间多在城市热岛强度较低的上午10时35分至40分，对热岛效应分析可能产生一定影响。

3.3 土地利用/覆盖图等矢量数据

如图3－2所示，在2003年版澳门地理信息系统和2005年1月6日QuickBird影像的基础上，参照地图绘制暨地籍局发行的澳门地图集（影像地图版，2005年12月），更新了各矢量图层，体现了2005年1月澳门的土地利用/覆盖状况。此外，地图绘制暨地籍局提供了2006年的土地利用/覆盖图，作为验证、比较和进一步研究之用。2005年1月和2006年的数据主要包括：

（1）澳门历年（1912-2006）城市演变边界图（1：1000，SHP和DGN格式）；

（2）澳门土地利用类型图（1：1000），主要类型有：城市用地、建筑物、道路、道路中轴线、桥梁、湖泊水体、绿地、山体、区界、等高线等。其中，澳门

绿地矢量图（图3－3a、b）是以树冠的垂直投影为准进行重新勾绘的，与官方统计绿地的方式（按占地面积算）略有不同，主要因为QuickBird、TM、ETM等传感器（包括反演热岛效应的热红外波段）均从太空中拍摄地面景物，其数据记录的是树冠的反射光谱，反映的是树木的冠幅大小，而不是树木基部的占地情况。

（3）澳门自然环境、城市现状、旅游资源等多种专题图，主要有：地形地貌图、气候图、娱乐博彩场所分布图、巴士路线、巴士站分布图、教堂及庙宇分布图、公园分布图、主要景点及酒店分布图等。

图3-2 澳门半岛2005年土地利用/覆盖状况

图3-3a 官方绿地统计标准：绿地占地面积

图3-3b 本研究统计标准：以树木冠幅的垂直投影面积为准

4. 澳门城市热岛效应时空分布（1988～1999～2004年）

4.1 研究概况

对于城市热环境遥感分析研究，TM6 波段是当前主要的数据源，但其地面温度的反演却一直是个难题。很多人直接用影像的灰度值（DN值）代替地表温度变化，一部分人直接用TM6 的卫星高度的亮度温度（由DN值直接转换成温度值）。但卫星热红外遥感器探测大气顶层的辐射，它包括地表发射辐射、大气上行辐射和天空下行辐射三部分。由于大气的影响，而使得卫星上的亮度温度与实际地表温度差距较大，在天气晴朗干燥的情况下，这一差距约为5～10℃，而在空气湿度较大情况下，这一差距可达15℃以上（Sugita 等,1993）。因此，在计算地表亮度温度之前，大气影响必须得到校正。同时，还要对地表亮度温度进行比辐射率纠正，以反映地表热学性质、粗糙度、植被覆盖种类和数量以及土壤含水量的差异。地面温度反演的算法可以分为分裂窗算法（Split Windows Algorithm）、热惯量方法（Thermal Inertial Method）和温度、比辐射率分离算法（Separate Temperature and Emissivity Method）等（江东等，2001）。然而由于TM只有一个热通道，要得到地表真实温度一般需要利用辐射传输方程的方法，实时资料的缺乏限制了该方法的应用。

近年来许多研究致力于解决这个问题，其中普适性单通道算法（Jiménez-

Mu?oz 等，2003）和单窗算法（Qin 等，2001）报道较多。尤其是Qin的单窗算法，备受关注，在许多地区得到验证（覃志豪等，2001；2003；2004）。覃志豪等根据地表热辐射传导在TM6 波段区间内的特征，改进了针对只有一个热通道传感器的普适性单通道算法，为从TM6较高精度地反演地表真实温度提供了可能。本研究选用覃志豪的方法对澳门城市地表温度进行反演，进而对城市热岛变化进行研

究。具体算法如下：

图4-1 Qin’s 单窗算法反演真实地表温度流程图

4.2 亮温计算

首先需要求算TM6的亮度温度。所谓亮度温度是指辐射出与观测物体相等的辐射能量的黑体的温度，亮度温度（T ）与真实温度（t ）的关系是：t T 41ε= (ε为

发射率)，亮度温度略小于真实温度。

（1）由下式将TM6的DN 值转换成绝对辐射亮度： min min max TM6R )R (R 255

DN R +-= (1-1) 其中R max =1.896(mW ﹒cm -2﹒Sr -1)，R min =0.1534 (mW ﹒cm -2﹒Sr -1)，DN 为TM6图像灰度值，6TM R 为绝对辐射亮度值(mW ﹒cm -2﹒Sr -1)。

（2）单位光谱范围的辐射亮度值计算如下：

b R R TM b 6= (1-2)

其中Rb 为单位光谱辐射亮度值(mW ﹒cm -2﹒Sr -1﹒μm -1)，b 为有效光谱范围(μm)，有效光谱范围以使传感器反应大于50％的部分计，取b=1.239﹙μm ﹚。

（3）单位辐射亮度值Rb 与绝对亮温T6的关系可由下式给出：

)

1(621+=b R K Ln K T (1-3) 其中，对于Landsat 5号星来说，K 1＝1260.56（k ）；K 2=60.766(mW ﹒cm -2﹒Sr -1﹒μm -1)；T6为绝对亮温（K ）。

（4）上述三个公式整理如下，可直接利用TM6的DN 值算出绝对亮温： T6＝0.12378+0.0054923DN (1-4) T6为绝对亮温（K ），DN 为TM6图像灰度值。

4.3 单窗算法

真实地表温度的反演需要3个基本参数：地表比辐射率、大气透射率和大气平均作用温度。Qin ’s 算法的基本公式如下：

Ts ＝[a 6(1-C 6-D 6)+[b 6(1-C 6-D 6)+C 6+ D 6]T 6-D 6Ta]/C 6

＝[a 6(1-C 6-D 6)+ [(b 6-1)(1-C 6-D 6)+1]T 6-D 6Ta]/C 6 (1-5) 式中，Ts 、Ta 单位为K ，Ta 为大气平均温度；a6和b6为常量，一般情况下（地表温度在0~70度范围内），取值a 6=-67.35351，b 6=0.458606；C 6和D 6是中间变量，分别为：

666τε=C (1-6) ])1(1)[1(6666τεε-+-=D (1-7)

其中ε6为地表比辐射率，τ6为大气透射率。

地表比辐射率主要取决于地表的物质结构和遥感器的波段区间。TM6波段区间为10.45~12.6μm 。Qin 认为，地球表面不同区域的地表结构从卫星像元的尺度来看，可以大体视作由3种类型构成：水面、城镇和自然表面。水面结构简单；城镇包括城市和村庄，主要由道路、各种建筑和房屋组成；自然表面主要是指各种天然陆地表面、林地和农田等。对于地表温度反演来说，自然表面通常占图像比例最大，澳门则是水面和城镇占比重较大。

自然表面比辐射率的估计方法用到下面的公式。

?+-+=s bs v v v v T P T P T εσεσεσ444)1( (1-8)

该地表热辐射强度式中，Pv 是植被占混合像元的比例；εv 和εs 分别是植物和裸土在TM6波段区间内的辐射率；T 是像元的平均温度；Tv 和Tbs 分别是植被和裸土的温度(K)；Δ为植被和裸土之间的热辐射相互作用量，但如果地表相对平坦，这一相互作用就很小。

对于面积较大的100%植被或裸土表面，可直接用这2种类型的地表比辐射率来表示其像元的比辐射率，因此，当Pv=1时，ε=εv ；当Pv=0时，ε=εs 。但是，通常很难有100％的植被覆盖或裸土表面，因此，一般是通过下式来估计混合像元的地表比辐射率：

εεεεd s Rs Pv v PvRv +-+=)1( (1-9)

Pv 是植被占混合像元的比例；εv 和εs 分别是植物和裸土在TM6波段区间内的辐射率；Rv 和Rs 分别是植被和裸土的温度比率，定义为Ri=(Ti/T)4，其中i 代表植被或裸土。在地表相对较平整情况下，一般可取d ε=0；在地表高低相差较大情况下，d ε可以根据植被的构成比例简单估计，经验公式如下：

当Pv<0.5时，d ε＝0.0038Pv (1-10a) 当Pv>0.5时，d ε＝0.0038(1-Pv) (1-10b)

当Pv=0.5时，dε最大，dε＝0.0019 (1-10c) 如果公式（1-9）计算出来的ε大于εv，则取ε＝εv。

城镇像元的地表比辐射率也可应用上述方法来确定。由于城镇主要是由各种建筑物表面和分布其中的绿化植被所组成，所以：

εd

PvRv+

1((1-11) =)

式中，Rm是建筑表面的温度比率；εm是建筑表面的比辐射率。

根据各地表类型温度比率随植被覆盖度变化状况，Qin提出用如下经验公式估计植被、裸土和建筑表面的温度比率：

Rv=0.9332+0.0585Pv (1-12a)

Rs=0.9902+0.1068Pv (1-12b)

Rm=0.9886+0.1287Pv (1-12c) 典型地物的比辐射率可按下面的假设进行评估。

水体εw=0.995；植被εv=0.986；土壤εs=0.97215；城镇εm=0.97。地表构成的确定可采用一种比较简便的混合像元构成比例估计方法，就是利用TM图像的可见光和近红外波段来估计植被覆盖度及确定水面比例。水体在可见光波段的吸收率很强，尤其是在红光和近红外波段，水体的反射率一般低于5%。所以，可以识别水体像元，并取Pw=1。也可以用监督分类法判别。

对于由植被和裸土组成的混合像元，如农田和森林，可以用如下公式确定各像元的植被覆盖度，即植被构成比例Pv：

Pv ＝（NDVI-NDVIs ）/（NDVIv-NDVIs ） (1-13) 如果图像范围内有明显的茂密植被区，则取该植被区的平均NDVI 值作为

NDVIv 值；同样，如果有明显的裸土区，则取该裸土区的平均NDVI 值作为NDVIs 进行估计。当NDVI>NDVIv 时，取Pv=1；当NDVI

大气平均作用温度主要取决于大气剖面气温分布和大气状态。由于卫星飞过研究区上空的时间很短，一般情况下很难实施实时大气剖面数据和大气状态的直接观测（如天空气球探测）。通常大气平均作用温度的估计过程如下：

（1）根据研究区现有大气剖面数据，如空测资料，首先推算大气水分含量和大气温度在大气剖面各层的比率分布Rw(z)和Rt(z)；然后，用这些比率来代表该研究地区的大气分布状态。如果没有大气剖面数据，则可以用标准大气来替代。

（2）用公式(1-14)和实时大气总水分含量w ，推算大气剖面各层的水分含量。如果没有实时大气总水分含量的数据，可以用公式(1-15)求算近似值。

)()(z wR z w w = (1-14) )0()0(w R w w = (1-15) 式中，w(0)是地面附近（约2m 高度）的空气水分含量，Rw(0)是地面附近的空气水分含量占大气水分总含量的比率，在没有当地空探资料时，可用标准大气比率来替代。

（3）根据已知地面附近的当地气温数据，推算大气剖面各层的气温分布，并计算大气平均温度Ta 。

)(10a z w T w T m

z z ∑== (1-16)

)217)((00--=T z R T T t z (1-17) 由于缺乏澳门本地的大气剖面数据，所以采用热带标准大气替代，估算Rw(z)

和Rt(z)。最后公式简化如下（澳门大气类型假设为热带标准大气）：

Ta= 17.9769+0.91715T0(1-18) 式中T0为地面附近的气温，即气象局给予的1.5m处地面温度（注意：气象局的地面温度指的是1.5m 高处的气温，而不是地表温度）。

大气透射率(τ6)的估计运用大气模拟程序LOWTRAN 7模拟大气水分含量变

化与大气透射率变化之间的关系，建立相关方程，用来进行大气透射率的近似估计。其中，当w在0.4～3.0g/cm2之间时，大气透射率可用表4-1公式估算，w处于其他范围时可用表4-2查表估算：

表4-1 TM6的大气透射率估计方程

大气剖面水分含量w/(g﹒cm) 大气透射率估计方程相关系数平方(R）标准误差(SEE)

高气温0.4～1.6 τ6=0.974290-0.08007w 0.996 11 0.002 368

1.6～3.0 τ6=1.031412-0.11536w 0.998 27 0.002 539

低气温0.4～1.6 τ6=0.982007-0.09611w 0.994 63 0.003 340

1.6～3.0 τ6=1.053710-0.14142w 0.998 99 0.002 375 表4-2 TM6波段大气透射率与大气水分含量之间的关系

水分含量w/(g·cm-2)

大气透射率

水分含量w/(g﹒cm-2)

大气透射率

高气温低气温高气温低气温

0.4 0.939 491 0.939 709 3.4 0.605 160 0.535 203 0.6 0.926 097 0.924 591 3.6 0.578 940 0.504 933

0.8 0.911 882 0.906 406 3.8 0.552 980 0.475 358

1 0.896 564 0.889 594 4 0.526 840 0.446 024 1.

2 0.880 030 0.869 436 4.2 0.501 250 0.417 727 1.4 0.862 23

3 0.847 545 4.

4 0.47

5 690 0.389 918 1.

6 0.843 212 0.823 988 4.6 0.450 860 0.363 345

1.8 0.823 021 0.798 936 4.8 0.426 510 0.337 748

2 0.80

3 912 0.772 545 5 0.402 440 0.312 879 2.2 0.779 473 0.74

4 973 5.2 0.379 270 0.289 400 2.4 0.756 200 0.716 394 5.4 0.356 520 0.266 812 2.6 0.732 397 0.687 100 5.6 0.334 770 0.24

5 621

2.8 0.707 745 0.656 797 5.8 0.313 750 0.225 555

3 0.682 655 0.626 809 6 0.293 370 0.206 515 3.2 0.657 018 0.596 16

4 6.2 0.273 950 0.188 770 3.4 0.631 188 0.56

5 615 6.4 0.605 160 0.535 203

4.4．澳门地表温度比较与热岛区域的筛选

澳门地表温度反演结果如下图。研究了1988年，1999年和2004年共三年的遥感数据。

图4-3澳门1988年、1999年地表温度反演结果（单位：K）

图4-3 (a) 2004年地表温度反演结果（单位：K）

由于澳门气象与地球物理局提供的地面温度指的是1.5m 高处的气温，不是真正意义上的地表温度，所以遥感反演出的地表温度无法用该地面温度来分析精度。在缺乏实时地表温度的情况下，我们利用国家海洋环境预报中心公布的同时期海温和中国气象局国家卫星气象中心公布的大尺度旬地表温度分布状况来检验地温反演精度，误差在0.8～2K左右，基本符合要求。

从澳门城市三年的地表温度图上可看出历年高温区与城市建设热点区域密切

相关的规律，如1988年时的氹仔市区，1999年时的氹仔东部、机场和路环东北部，2004年时的填海区。我们试验了2种方法来划分热岛区域：（1）Robust法，即以温度平均值＋2×标准差为界，温度在界限以上的区域为城市热岛区域；（2）以均质城市地表（如机场）的平均温度为界限，温度在界限以上的划分为城市热岛区域。Robust法筛选结果由图4-4给出。

图4－4a 澳门1988年城市热岛区域（机场未建成）图4－4b 澳门1999年城市热岛区域

什么是城市热岛效应

什么是城市热岛效应城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。基本简介城市热岛效应(The Urban Heat Island Effect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6°C以上。此外，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相同的热力环流。城市白天和黑夜的热岛效应[1] 晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热传导率和热容量都很高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天

明显，是城市气候最明显的特征之一。来源与发展 20世纪初，英国气候学家赖克·霍德华在《伦敦的气候》一书中把这种气候特征称为“热岛效应”。热岛效应近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点: 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。此外，城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。当然，城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温。热岛效应原则上，一年四季都可能出现城市热岛效应。但是，对居民生活和消费构成影响的主要是夏季高温天气下的热岛效应。为

现代景观设计理论与方法.

现代景观设计理论与方法简介：现代意义上的景观规划设计，因工业化对自然和人类身心的双重破坏而兴起，以协调人与自然的相互关系为己任。与以往的造园相比，最根本区别在于，现代景观规划设计的主要创作对象是人类的家，即整体人类生态系统；其服务对象是人类和其他物种；强调人类发展和资源及环境的可持续性。关键字：生态设计,现代景观设计,以人为本,自然,资源 [1][2][3][4] 现代景观设计的含义景观设计学(LandscapeArchitecture)(我国现称风景园林学)是一门关于如何安排土地及土地上的物体和空间来为人创造安全、高效、健康和舒适的环境的科学和艺术。它是人类社会发展到一定阶段的产物，也是历史悠久的造园活动发展的必然结果。同时景观也是人类的世界观、价值观、伦理道德的反映，是人类的爱和恨，欲望与梦想在大地上的投影，而景观设计是人们实现梦想的途径。现代意义上的景观规划设计，因工业化对自然和人类身心的双重破坏而兴起，以协调人与自然的相互关系为己任。与以往的造园相比，最根本区别在于，现代景观规划设计的主要创作对象是人类的家，即整体人类生态系统；其服务对象是人类和其他物种；强调人类发展和资源及环境的可持续性。现代景观规划设计包括视觉景观形象、环境生态绿化、大宗行为心理三个方面的内容：1、视觉景观形象是大家所熟悉的主要从人类视觉感受要求出发，根据美学规律、利用空间实体景观研究如何创造赏心悦目的环境形象。2、环境生态绿化是随着现代环境意识运动的发展而深入景观规划设计的内容。主要是从人类的生态感受要求出发，根据自然界生物学原理，利用阳光、气候、动植物、土壤、水体等自然和人工材料，研究如何创造令人舒服的良好的物理环境。3、大众行为心理是随着人口增长、现代文化交流以及社会科学的发展而注入景观环境设计的现代内容。主要是人类的心理精神感受需求出发，根据人类在环境中的行为心理乃至精神活动的规律，利用心理文化的引导，研究如何创造使人赏心悦目、浮想联翩、积极上进的精神环境。视觉景观形象、环境生态绿化、大众行为心理三元素对于人们景观环境感受所起的作用是相辅相成的、密不可分的。通过以视觉为主的感受通道借助于物化的景观环境形态，在人们的行为心理上引起反应，即所谓：鸟语花香、心旷神怡、触景生情、心驰神往。这也就是中国古典园林中的三境一体——物境、情境、意境的综合作用。生态设计的含义“设计”是有意识地塑造物质、能量和过程，来满足预想的需要或欲望，设计是通过物质能流及土地使用来联系自然与文化的纽带。参照西蒙·范·迪·瑞恩和斯图亚特·考恩的定义:任何与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式都称为生态设计，这种协调意味着设计尊重物种多样性，减少对资源的剥夺，保持营养和水循环，维持植物生境和动物栖息地的质量，以有助于改善人居环境及生态系统的健康。生态设计反映了人类的一个新的梦想，它伴随着工业化的进程和后工业时代的到来而日益清晰，从社会主义运动先驱欧文的新和谐工业村，到霍华德的田园城市和20世纪70～80年

关于城市热岛效应及其现实影响研究的结题报告

关于城市热岛效应及其现实影响研究的结题报告高一.十班 Ⅰ. 组长：李泽颢成员：李泽颢相关学科：地理指导老师：吴新亚 Ⅱ. 背景：随着世界的发展，人口的增多，城市化的进程不断加快，一座座新城市不断被建起，人类文明因此高速发展。但是不可避免的，人类的扩建也产生了恶果。其不仅对环境造成了破坏，对自身也有不小的影响。其中，城市热岛效应是一个突出的现象。其具体表现为城市相对于周围郊区温度明显偏高，如同露出水面的岛屿。而作为中学生我们也应了解一下，来更加深刻地了解这一效应，并充分认识到事物发展的两面性。 Ⅲ.目的：了解城市热岛效应的定义，实质，表现形式，对人们日常生活的影响，对不同地区的不同效应，起因以及郑州本地的城市热岛状况。从中试图寻找解决办法。意义：有利于加深对热岛效应的了解，增加对科学的热爱，加强实践能力和对学科的认识。同时对论文这一文体有了更多的经验。 Ⅳ.分工：由一个人分不同阶段进行不同方式的调查。 Ⅴ.研究方法:观察，采访，网络搜索，搜寻，研究，问卷调查 Ⅵ.成果： ①城市热岛效应(Urbanheatislandeffect) 是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。 ②定义热岛是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，是城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率，使得城区储存了较多的热量，并向四周和大气中幅射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。 ③成因近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点: 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的

城市热岛效应的产生原因

杨巧巧环境科学2134122115 城市热岛效应的产生原因：（1），是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。（2）人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。（3）城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。（4）城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温干岛效应与湿岛效应的产生原因城市干岛：城区由于下垫面粗糙度大（建筑群密集、高低不齐），又有热岛效应，其机械湍流和热力湍流都比郊区强，通过湍流的垂直交换，城区低层水汽向上层空气的输送量又比郊区多，这两者都导致城区近地面的水汽压小于郊区，形成“城市干岛”。城市湿岛：到了夜晚，风速减小，空气层结稳定，郊区气温下降快，饱和水汽压减低，有大量水汽在地表凝结成露水，存留于低层空气中的水汽量少，水汽压迅速降低。城区因有热岛效应，其凝露量远比郊区少，夜晚湍流弱，与上层空气间的水汽交换量小，城区近地面的水汽压乃高于郊区，出现“城市湿岛”。混浊岛效应：它是指城市市区由于厂矿企业集中、机动车辆众多、人口密集,致使排出的污染气体和空气中的尘埃等混浊程度都大大高于周边地区,形成“混浊岛”;而尘埃等混浊物恰哈是云层中的水汽变成降雨所最需要的“凝结核”,于是产生了这样的效应:城市上空的凝结核越多,水汽就越容易在此凝结造成降水,增加了雨量。此外,由于市区建筑物集中、高大,使风速在此大为减弱,强雨带等天气系统在市区上

景观生态学格局过程尺度和等级

景观生态学—格局、过程、尺度与等级邬建国高等教育出版社2000年12月 Landscape Ecology Pattern，Process，Scale and Hierarchy，Higher Education Press 景观生态学中的基本概念起源与发展起源于中欧和东欧，可追溯到20世纪30年代。德国区域地理学家Troll于1939年创造了“景观生态学”一词，并将其定义为研究某一景观中生物群落只见错综复杂的因果反馈关系的科学。Naveh和Lieberman（1984）继承并发展了欧州景观生态学的概念，提出“景观生态学是基于系统论、控制论和生态系统学之上的跨学科的生态地理科学，是整体人类生态系统科学的一个分支。”在北美，直到20世纪80年代初才开始逐渐兴起。如今，等级理论、分形理论、渗透理论、尺度观点以及一系列空间格局分析方法和动态模拟途径在景观生态系中的广泛应用，为该科学增添了新内容和新特点。研究范畴研究对象和内容（1）景观结构：景观组成单元的类型、多样性及其空间关系。（2）景观功能：景观结构与生态学过程的相互作用，或景观结构单元之间的相互作用。主要体现在能量、物质和生物有机体在景观镶嵌体中的运动过程。（3）景观动态：景观在结构和功能方面随时间的变化。也就是景观结构单元的组成成分、多样性、形状和空间格局的变化，以及由此导致的能量、物质和生物在分布与运动方面的差异。研究的重点：（1）空间异质性或格局的形成和动态及其与生态学过程的相互作用；（2）格局—过程—尺度之间的相互关系；（3）景观的等级结构和功能特征以及尺度演绎问题；（4）人类活动与景观结构、功能的相互关系；（5）景观异质性（或多样性）的维持和管理。格局、过程、尺度格局（Pattern）是指空间格局，广义地讲，它包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。过程强调事件或现象的发生、发展的动态特征。尺度（Scale），广义地讲，是指在研究某一物体或现象是所采用的空间或时间单位，同时又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。在景观生态学中，尺度往往以粒度（Grain）和幅度（Extent）来表达。空间粒度之景观中最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积；时间粒度指某一现象或事件发生的（或取样的）频率．或时间间隔。幅度指研究对象在空间或时间上的持续范围或长度。空间异质性和缀块性空间异质性（Spatial Heterogeneity）是指某种生态变量在空间分布上的不均匀性及其复杂程度。是空间缀块性（Patchness）和空间梯度（Gradient）的综合反映。缀块性强调缀块的种类组成特征及其空间分布与配置关系，比异质性在概念上更为具体化一些。而梯度则指沿某一方向景观特

澳门风景名胜简介

1、大三巴牌坊原址位于大三巴牌坊遗址处，于1835年1月26日毁于一场大火，现仅存教堂前壁--大三巴牌坊，成为澳门的标志之一及著名的旅游景点。被焚毁的圣保禄教堂由一名意大利籍神父设计，揉合了欧洲文艺复兴时期与东方建筑的风格，由日本工匠精雕细刻费时25年于1637年建成，是当时远东最大的天主教堂。造价自然不菲，仅现存的大三巴牌坊，300年前造价已达3万两银子。教堂前那段长长的68级石阶也在不久后完成。教堂附设修道院，课程有神哲学、理学及其他科学，规模不亚于当时欧洲的大学，培养了不少传教士。明清时，意大利的利玛窦、德国的汤若望及我国画家吴历等先后来此研经修道。圣保禄教堂与火有不解之缘，从建造之初起先后经历三次大火。1595年第一次大火，将十六世纪中叶兴建的教堂及修院全部焚毁。在澳传教士因传教需要，照原样又重新修建一座，1601年时又再次毁于大火。经在澳传教士多方筹款后，进行再次重建，此后，奠定了圣保禄教堂200年的历史，直到1853年毁于最后一场大火。1835年1月26日傍晚，澳门遭受强台风袭击，圣保禄教堂起火，风助火势，足足烧了两个多小时，使这座远东著名的大教堂剩下一堵形似中国牌坊的门壁，也是教堂最珍贵的前壁供后人凭吊。 2、西湾大桥西湾大桥是连接澳门半岛和氹仔岛的第三座大桥，于2002年10月8日动工兴建，主桥于2004年6月28日合龙。西湾大桥北起澳门半岛融和门，南至氹仔码头，采用“竖琴斜拉式”设计，两个主桥趸之间跨度达180米。该桥总长2200米，分上下两层：上层为双向6车道，下层箱式结构，双向4车道行车，可以在8级台风时保证正常交通，桥内还预留了铺设轻型铁轨的空间。西湾大桥设计、施工工程总造价为５.6亿澳门元。该工程项目属于设计施工总承包，于

城市热岛效应

城市热岛效应科技名词定义中文名称：城市热岛效应英文名称：urban heat island 定义：指城市温度高于郊野温度的现象。由于城市地区水泥、沥青等所构成的下垫面导热率高，加之空气污染物多, 能吸收较多的太阳能，有大量的人为热进入空气；另一方面又因建筑物密集，不利于热量扩散，形成高温中心，并由此向外围递减。所属学科：生态学（一级学科）；城市生态学、生态工程学和产业生态学（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。简介英文名称 The Urban Heat Island Effect 热岛效应

城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6°C 以上。此外，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相反的热力环流。晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热传导率和热容量都很高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天明显，是城市气候最明显的特征之一。编辑本段来源与发展 20世纪初，英国气候学家赖克·霍德华在《伦敦的气候》一书中把这种气候特征称为“热岛效应”。热岛效应近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点: 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。此外，城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。当然，城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温。热岛效应

西方现代景观设计理论与方法

前言多元化是当今设计思潮的一大显著特点设计活动分为分析创作决策现代景观设计的三项基本原则尊重自然尊重场所尊重使用者现代景观设计的理性精神集中体现在两个方面： 1，对客观环境的研究强调尊重规律寻求设计的依据 2，对于设计理念的表达应符合逻辑。现代景观设计需要报握住理性与感性的尺度更强调逻辑关系。 1 现代景观设计及其发展 1.1 近百年景观设计与理论的发展 1.1.1 现代景观设计系统观的形成设计应该具有三维性，强调景观应该是运动的而不是静止的，不应该是平面的游戏，而是为人们提供体验的场所。空间的概念可以说是现代景观设计的根本性的一次变革。 1.1.2 二战前后的现代主义与景观设计思潮 1.1.3 60年代到70年代的生态主义与大地景观 1.1.4 现代主义之后的多元共生格局 1.2 现代景观设计发展趋势 1.2.1 分解与重构及其多维度演绎设计应具有三维性，艾克博在《城市的花园设计程序》中强调景观应该是运动的而不是静止的。空间的概念可以说是现代景观设计的一个根本性变革。

现代景观雕塑中的空间概念对景观的影响还是比较直接。空间概念起源于绘画例如以托马斯-丘奇艾克博等人为代表的加州风格。以及布朗-马尔克斯的有机形式景观作品。 1.2.2 从景观规划到城市设计 1.2.3 行为科学与人性化景观环境现代景观设计强调“创造使人和景观环境相结合的场所，并使二者相得益彰”。研究人的行为与心理从而更好的实现以人为本。拉特里奇的《大众行为与公园设计>, 扬-盖尔的《交往与空间》等。进一步揭示了人在环境中的行为与心理。人性化景观设计主要由三个方面构成：人的尺寸人在外部空间中的行为特点人在使用空间时的心理需求。 1.2.4 生态学观念与方法的运用 20世纪二三十年代提出，由英国学者提出景观是由复杂的要素相联系而构成的整体。1969年，麦克哈格在其经典名著《设计结合自然》中，提出综合性的生态规划思想。生态型景观是指有助于人类的健康发展又能够与自然景观相协调的景观。在生态学的观念下也已经形成一系列生态化的工程技术措施，诸如为保护表层土，保护湿地与水系，模拟地带性群落，采用地带性树种，地表水滞蓄，自然化驳岸，中水利用，透水铺装等。 1.2.5 地域特征与文化表达

城市热岛效应的成因分析及影响

城市热岛效应的成因分析及影响改革开放以来，我国城市化进程明显加快，目前已经进入到高速城市化的起飞线上，随之而来的城市环境污染问题也日益严重，其中的城市“热岛效应”作为这些环境问题中的典型代表有着重要的研究意义。城市热岛效应是指城市因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市“高温化”城市热岛效应，通俗地讲就是城市化的发展，导致城市中的气温高于外围郊区的这种现象。在气象学近地面大气等温线图上，郊外的广阔地区气温变化很小，如同一个平静的海面，而城区则是一个明显的高温区，如同突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表着高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。在夏季，城市局部地区的气温，能比郊区高6℃甚至更高，形成高强度的热岛。此外，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相同的热力环流。可见，城市热岛反映的是一个温差的概念，只要城市与郊区有明显的温差，就可以说存在了城市热岛。因此，一年四季都可能出现城市热岛。但是，对于居民生活的影响来说，主要是夏季高温天气的热岛效应。这些年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热容量低，热传导率高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天明显，是城市气候最明显的特征之一。城市热岛效应的成因全球变暖的气候条件是造成城市热岛效应的外部因素，而城市化才是热岛形成的因。近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。一般认为城市热岛效应是由以下几个原因造成的首先，是受城市下垫面特性的影响。城市有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。城市拥有大量的人工构筑物，其道路及建筑物的成分多为水泥、柏油、钢筋混凝土、砖石和金属等，这些材料都是吸热能手，它们具有热容量大、导热率高的特点，能吸收大量的热辐射。据资料显示，它们所占的面积约为70％～80％E 。另外，这些材料大多较郊区绿地的颜色深，对太阳辐射的吸收率较大，能吸收更多的热量。郊区土地有大量植被覆盖，植物的蒸腾作用可以带走热量，使温度不会太高。例如在夏天，当草坪温度为32℃、树冠温度为3O℃左右时，水泥铺成的地面的温度就可达到57℃，而柏油铺成的马路的温度更可以高达63 度。另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。城市人为热即人类活动产生的废热，城市大量的人为热释放引起城市地区局部升温，对城市热岛的形成起着十分重要的作用。弛等将人为热源分

景观格局影响生态学过程

在人为活动占优势的景观内，不同土地利用方式和强度产生的生态影响具有区域性和累积性的特征，并且可以直观地反映在生态系统的结构和组成上。景观本身是人类经济活动的资源和开发利用的对象，人类的经济开发活动主要是在景观层次上进行，因而景观成为研究人类活动对环境影响的适宜尺度。景观格局影响生态学过程(种群动态、动物行为、生物多样性、生态生理和生态系统过程等)，因为格局与过程往往是相互联系的，可以通过研究空间格局来更好地理解生态学过程。因此，基于景观格局进行生态风险分析，可以综合评估各种潜在生态影响类型及其累积性后果。景观的空间格局是若干生态过程与非生态过程长期作用的产物，景观的空间结构影响着干扰的扩散和能量的转移，尤其是景观中某些具战略性的结构退化或破坏将对整个区域生态坏境产生致命的影响。研究的方法和技术路线不同的景观类型在维护生物多样性、保护物种、完善整体结构和功能、促进景观结构自然演替等方面的作用是有差别的同时，不同景观类型对外界干扰的抵抗能力也是不同的。目前表征景观格局的指数有多样性指数、镶嵌度指数、距离指数及其景观破碎度指数等。本研究在基本判别指标的基础上，构建了景观结构指数和景观脆弱度指数，并通过景观格局与生态环境之间的经验关系，建立景观格局指数与区域生态风险之间的定量化表达，借助空间统计学空间化变量的方法，研究区域生态风险的空间特征。景观结构指数是通过各个指数简单叠加用来反映不同景观所代表的生态系统受到干扰(主要是人类开发活动)的程度。景观损失指数即生态风险指数表示遭遇干扰时各类型景观所受到的生态损失的差别，也即其自然属性损失的程度，是某一景观类型的景观结构指数和脆弱度指数的综合。本方法提出了基于景观结构变化的区域生态风险指数，并设计了其计算公式。该方法包括如下四个基本步骤:以不同时相遥感影像和景观要素统计资料为基础，计算各景观组分的面积比重和景观格局指数; 确定不同景观组分的风险权重; 计算区域生态风险指数; 进行区域生态风险评价，划分不同等级的生态风险区和风险变化区。御鑫景观H TTP://https://www.doczj.com/doc/848781190.html,/ 汽修学校：HT TP://https://www.doczj.com/doc/848781190.html,/

现代景观设计理论和方法

1．现代景观设计及其发展 1、景观生态学原理、现代空间理论、行为心理学以及设计艺术思潮等领域得探索与研究奠定了现代景观设计研究得基石。 2、通过将空间、行为、生态及人文精神得有机结合，综合提升土地得使用价值与效率，以可持续得方式、方法促进人居环境得发展。 3、促进现代景观设计变革得主要因素： ①20世纪急剧变化得世界格局导致景观设计领域国际化加剧； ②哲学与美学及艺术思潮直接或间接影响着景观设计得理念； ③相关科学技术得发展改变景观设计得架构； ④随着学科高速发展，景观专业知识呈现既高度分化又高度整合得趋势； 4、以生态学、“3S”技术、信息技术为代表改变学科发展态势，改变专业价值观念。 5、景观设计在经历了古典主义得唯美论、工业时代得人本论后，在后工业时代迎来了景观设计得多元论。 6、美国景观设计师丘奇代表作唐纳花园得设计特色“被誉为20世纪最重要得花园设计之一”。受立体主义思想得影响，丘奇认为花园每处景观应可以同时从若干个角度来观赏，并且一个花园应该没有起点与终点得限制，景观空间就是复始得。线条之间得对抗、形式之间得对立，使整个形体具有强烈得约束感，不仅具有自身独立得特点，同时也符合场地得得需求。 7、丹·凯利得米勒花园:占地1、86ha得长条形米勒花园平面沿着长轴方向被划分为三个部分，花园、草地与林地，她用树篱、林荫道与墙垣围合形成矩形空间，在庭院区与草坪之间就是一条两边种植着美洲皂荚得林荫道，道路得尽头摆放着亨利摩尔得雕塑。(2013已考) 8、美国劳伦斯·哈普林得罗斯福纪念公园。以一系列花岗岩墙体、喷泉、跌水、植物等营造了四个空间，分别代表了罗斯福得四个时期及她所宣扬得“四种自由”，以雕塑表现四个时期得重要事件，用岩石与水得变化来烘托各时期得社会气氟，设计与环境融为一体，开放得，引人参与得纪念园得空间特色、景观

关于城市热岛效应及其现实影响研究的开题报告

关于城市热岛效应及其现实影响研究的开题报告高一.十班 Ⅰ. 组长：李泽颢成员：李泽颢相关学科：地理指导老师：吴新亚 Ⅱ. 背景：随着世界的发展，人口的增多，城市化的进程不断加快，一座座新城市不断被建起，人类文明因此高速发展。但是不可避免的，人类的扩建也产生了恶果。其不仅对环境造成了破坏，对自身也有不小的影响。其中，城市热岛效应是一个突出的现象。其具体表现为城市相对于周围郊区温度明显偏高，如同露出水面的岛屿。而作为中学生我们也应了解一下，来更加深刻地了解这一效应，并充分认识到事物发展的两面性。 Ⅲ.目的：了解城市热岛效应的定义，实质，表现形式，对人们日常生活的影响，对不同地区的不同效应，起因以及郑州本地的城市热岛状况。从中试图寻找解决办法。意义：有利于加深对热岛效应的了解，增加对科学的热爱，加强实践能力和对学科的认识。同时对论文这一文体有了更多的经验。 Ⅳ.分工：由一个人分不同阶段进行不同方式的调查。 Ⅴ.研究方法:观察，采访，网络搜索，搜寻，研究，问卷调查 Ⅵ.计划：第一阶段：搜集资料 ①通过网上搜索，了解城市热岛效应。 ②随机采访几位市民，询问其对城市热岛效应的了解，及对其日常生活的影响。 ③试图采访当地气象局，查看郑州近年来气温变化。 ④观察周围生活环境，试图寻找热岛效应的痕迹，可以做适当摄像。 ⑤可做一些调查问卷，了解人们对热岛效应的熟悉程度，及对其看法。第二阶段：整理资料： ①整理采访内容，分类置放。 ②整合搜索资料，加以修改。 ③把数字数据集合起来，尽量以图表格式直观地体现。 ④筛选有用图片，整合。 ⑤意见整合，综合归纳。第三阶段：分析资料 ①从资料中找出关键信息。 ②寻求老师指导完成分析。 ③资料分析中试图找出新信息。 ④同时分析到热岛效应的好处和坏处。 ⑤加入适当专业人士评语看法。 ⑥提出自己的观点，找出解决办法。第四阶段：写成论文 ①布局分配 ②资料引用

城市热岛效应的论文

城市热岛效应摘要：在全球气候变暖和高速城市化的大背景下，世界上许多城市都出现了高强度的城市热岛效应，城市热环境质量日趋恶化。分析和评价城市热岛效应已成为当前城市气候与环境研究的重要内容之一，也是全球变化研究的重要方面。本文剖析了城市热岛效应的成因及危害，并从当前城市热岛效应的现状出发探讨了改善城市生态环境，减低热岛强度的对策。关键词：城市热岛效应，气候变化，人类活动，成因及措施一、引言：城市热岛效应也称“大气热污染现象”,是指当城市发展到一定规模,由于城市下垫面性质的改变、大气污染以及人工废热的排放等因素使城市温度明显高于郊区,形成类似高温孤岛的现象,在气象学上被形象地称为城市热岛。可见,城市热岛反映的是一个温差的概念,只要城市与郊区有明显的温差,就可以说存在了城市热岛。近年来,我国城市夏季伏天日气温在35℃以上的天数逐渐增多。据报道，2005年夏季，我国中东部和内蒙古中西部、新疆大部日最高气温高于或等于35度的日数一般在5天以上，其中华北南部、黄淮中西部、长江中下游大部及新疆东部、内蒙古西部、福建大部、广东北部、广西东部等地普遍持续高温10-15天，河北南部、山西南部、河南北部、安徽西北部、浙江大部、江西中北部等地达16-25天，很多城市日气温频频刷新当地气象纪录［1］。城区高温化得背后就是越来越严重的城市热岛现象。针对上述现象，本文就以城市热岛产生的原因和改善措施作初步探讨。二、热岛效应形成的原因 2.1．城市下垫面性质改变由于城市“水泥森林”的发展，改变了下垫面的性质，同时也改变原有的自然地面的面积比例。城市建筑物和道路的材料改变了地表热交换和大气动力学特征，更易吸收大量热辐射，致使夜晚红外辐射的热量相应增多，如果这种建筑物贯穿于整个城市则可使城市上空温度升高。另外，城市由于参差不齐的建筑物，

园林景观设计方法思路

上海园林景观设计理念在一个多元文化的国家，在一个充满变数的社会，在一个追求个性的时代，就整个行业而言，任何单一化的、片面强调某一方面的设计理念或设计方法，最终都将遭到社会的抛弃。但就个体而言，面对激烈的竞争，每一个设计师又不得不追求个性化、专门化的工作方式。因此，就现代园林景观设计理念和设计方法而言，我们只能“就人论人，就事论事”，绝不能以偏概全，用几句口号来概括现代园林景观的整体设计理念。对于同样的理念，不同的人可能会有不同的理解。即使同一个人，当他面对不同的场地或项目时，也可能会提出不同的设计理念来。此外，随着现代园林景观从业人员构成的日趋复杂，各种设计理念层出不穷，我们应该更多地关注那些主流设计师的理论与实践，而不要片面地追随“先锋”、“前卫”的设计理论，或者只留意那些具有很强视觉冲击力的作品。总的来说，现代园林景观的设计理念主要表现在以下几个方面： 1 注重场地的设计理念尊重场地、因地制宜，寻求与场地和周边环境密切联系、形成整体的设计理念，已成为现代园林景观设计的基本原则。风景园林师的作用并非在于刻意创新，更多的在于发现，在于用专业的眼光去观察、去认识场地原有的特性，发现它积极的方面并加以引导。其中，发现与认识的过程也是设计的过程。因此说，最好的设计看上去就像没有经过设计一样，只是对场地景观资源的充分发掘、利用而已。这就要求设计师在对场地充分了解的基础上，概括出场地的最大特性，以此作为设计的基本出发点。就像“潜能布朗”所说的，每一个场地都有巨大的潜能，要善于发现场地的灵魂。 2 注重空间的设计理念园林景观是由两部分组成，一是由一些景观元素构成的实体，一是由实体构成的空间。实体比较容易受到关注，而空间往往容易被忽略。尤其是我们目前的设计方法，常常只注重那些硬质实体景物，对软质实体景物相对忽视，对空间的形态、外延，以及邻里空间的联系等等注重不够，形成各种堆砌景物的设计方法。因此，注重空间结构和景观格局的塑造，强调空间胜于实体的设计理念，针对视觉空间领域进行整体设计的方法，对我们来说显得尤其重要。老子在《道德经》中的第十一章说：“……故有之以有利，无之以为用。”也就是说，实体“有”之所以给人带来物质功利，是因为空虚处“无”起着重要的配合作用。 3 注重时效的设计理念园林景观设计与建筑设计最大的区别在于，园林景观是随季节和时间变化的，是有生命的，是处在不断地生长、运动、变化之中的。因此，设计师提出将运动中的花园作为自然持久的作品。所以风景园林师必须认真研究时间性和时效性因素，注重园林景观随时间变化的效果，以塑造随时间延续而可以更新的、稳定的园林景观。一个园林景观作品的诞生，就像一个婴儿出世一样，他本身的生长、变化过程就能给人们带来极大的愉悦和满足。不要期望园林景观作品一次完成、一步到位，那样将会失去很多乐趣。

安徽农业大学景观生态学第四部分景观生态过程及动态变化

景观生态学 Landscape Ecology 第四部分景观生态过程及动态变化景观生态学研究的核心问题:空间格局与生态过程的相互作用及其动态关系 ?格局——过程的关系 ?一般认为，景观空间格局会控制或影响着内部的生态过程，包括能量、物质、生物在景观中的运动，以及种群动态、生物多样性和其他生态系统过程。 ?景观格局本身是由景观中的各种生态过程的特征所决定的。 ?影响景观格局形成的主要因素 ?景观的形成是多种自然因素相互作用的结果。景观形成自然过程中的影响因素主要包括气候、地貌、土壤、植被四个方面。 ?大尺度上的非生物因素（如气候、地貌）为景观格局提供了物理模板（格局对过程的制约作用。自然或人为干扰是一系列尺度上空间格局的主要成因。 ?景观格局的形成是多种生态过程多次作用的累积效果 ?景观过程概述 ?景观生态过程的本质：是景观流的发生发展及相关影响因素的作用。 ?景观过程的复杂性体现：不仅表现为景观流的载体和动力的不同，而且其源汇关系和运动方式既受景观要素特性的影响，又与景观要素之间的空间关系密切相关。 ?与景观格局有关的景观过程：景观破碎化过程、地球化学过程、迁移过程、土地废弃过程、景观人文干扰过程等。 ?景观生态过程的概念 ?对景观生态过程的认识目前尚未统一； ?有人把干扰作为景观生态过程（Farina,1998)； ?有人把景观格局的变化当作生态过程； ?多数学者认为景观生态过程与景观功能有着密切关系（傅伯杰，2001） ?物质和能量在景观要素内部及其之间的流动称为景观生态过程一、景观生态过程的动力与运动机制 1、景观生态过程的基本动力在景观水平上，有三种基本动力使景观之间的流得以发生，它们分别是扩散、物质流和运动。（1）扩散（diffusion）

城市热岛效应论文

远程教育学院本科生毕业论文（设计）题目论“城市热导效应”对人在城市生活的影响及缓解对策姓名与学号年级与专业土木工程(工程管理)(专本2(业余)) 学习中心合肥中心指导教师

浙江大学远程教育学院本科生毕业论文（设计）诚信承诺书 1.本人郑重地承诺所呈交的毕业论文（设计），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。 2.本人在毕业论文（设计）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。 3. 本人承诺在毕业论文（设计）选题和研究内容过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。 4. 在毕业论文（设计）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。毕业论文（设计）作者： 2015 年11 月8 日论文版权使用授权书本论文作者完全了解浙江大学远程教育学院有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学远程教育学院可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。毕业论文（设计）作者签名： 2015 年11 月8 日

浙江大学远程教育学院本科毕业论文（设计）摘要摘要城市热岛效应,就是因城市化的发展,导致城市中气温高于外围郊区的现象。在近地面大气等温线图上,郊外的广阔地区气温变化很小,如同一个平静的海面,而城区则是一个明显的高温区,如同突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表着高温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。在夏季,城市局部地区的气温,能比郊区高出6℃甚至更高,形成高强度的热岛。城市热岛影响着各个城市。尤其是大城市比如北京等。第一：城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等,这些物质能大量吸收环境中的热辐射能量,并增加大气对地面的长波逆辐射,产生众所周知的温室效应, 引起了气温的进一步升温。第二：城市建成区、几何形状,与热岛强度存在着明显的关联。如果城市建筑走向设计、或几何形状不合理,则不易通风,造成因风速小而热量不易散发,导致局部气温过高。和一些别的因素叠加产生这种效应，将危害人体健康，加剧大气污染，会造成局部地区的自然灾害，导致气候与物候失常等危害，最终影响了人类和生物的发生发展。关键词城市热岛；温差；人体影响； I

“城市热岛效应”形成原理及有效应对措施 (原创)

1．城市建筑蓄热对“城市热岛效应”的影响原理以建筑连片面积达1000平方公里的某大城市为例，有1000万人口、400万辆汽车，汽油的燃烧值是3.45*10^7J/L，按每辆轿车每天行驶50公里，每天耗油量4升计算，每辆轿车每天的燃烧值为38kwh，400万辆，总散热量为15200万kwh＝1.52亿kwh。人体散热功率以100w计算，1000万人，一天的散热量为： 100W×24h×1000万＝2400万kwh＝0.24亿kwh。太阳辐照地面，每平方米功率高达0.8-1kw，辐照1平方公里地面的太阳能功率为100万kw，1000平方公里的太阳能功率为10亿kw，一天晒10小时，可形成100亿kwh热量。从总热量来说，人体和汽车释放的热量加在一起，也仅相当于太阳辐照热量的1/50，太阳辐照地面形成的热量，远高于城市汽车、人体释放的热量。一般认为是城市下垫面变化造成了“城市热岛效应”，太阳辐照地面形成的热量是如何因城市下垫面变化导致“城市热岛效应”的呢？本课题人员在进行建筑隔热等建筑热工学原理研究过程中，发现：以一般日照每天所能达到的传热厚度计算，不同材料单位面积的蓄热量相差几十倍、上百倍。

首先通过在BEED建筑热工节能软件的传热延迟时间计算，得到在同样的日照条件下，不同材料的传热厚度，在此基础上，根据所得到的传热系数，计算同样时间内的传热量，就可以得到不同材料在达到同样传热量时的各自厚度，在此基础上计算蓄热量，见下表：材料在日光照射下的传热时间和传热厚度计算日光照射墙体，按表面升温20℃计算传热，在延迟时间之前，传热被墙体吸收形成为蓄热，墙体传热量计作零。超过延迟时间后，并且达

城市热岛效应研究

天津师范大学2015届本科毕业论文（设计）开题报告学院：城市与环境科学学院专业（专业方向）：地理信息系统论文题目基于遥感的京津冀城市热岛效应联动效应初探指导教师霍红元职称讲师学生姓名邢晓瑞学号 1130080208 一、研究目的（选题的意义和预期应用价值）城市热岛效应(Urban Heat Island Effect, UHI),就是因城市化的发展,导致城市中气温高于外围郊区的现象。在近地面大气等温线图上,郊外的广阔地区气温变化很小,如同一个平静的海面,而城区则是一个明显的高温区,如同突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表着高温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。在夏季,城市局部地区的气温,能比郊区高出6e甚至更高,形成高强度的热岛.城市热岛影响着各个城市。尤其是大城市比如北京等。第一：城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等,这些物质能大量吸收环境中的热辐射能量,并增加大气对地面的长波逆辐射,产生众所周知的温室效应,引起了气温的进一步升温。第二：城市建成区、几何形状,与热岛强度存在着明显的关联。如果城市建筑走向设计、或几何形状不合理,则不易通风,造成因风速小而热量不易散发,导致局部气温过高。和一些别的因素产生这种效应，危害人体健康，加剧大气污染，造成局部地区的自然灾害，导致气候与物候失常等危害！最终影响了人类和生物的发生发展。预期应用价值：对于研究降低城市热岛效应对策、缓解热岛效应的影响、提高人民的城市生活质量和城市的可持续发展水平,具有重要的意义，为京津冀城市群的布局与合理规划提供有意义的参考。二、与本课题相关的国内外研究现状，预计可能有所突破和创新的方面（文献综述）（一）与本课题相关的国内外研究现状 1.1城市热岛的形状自从1972年，R a o首先证实了城市区域可以通过分析卫星热红外数据而区分出来，并使用ITOS-1卫星数据制作了美国大西洋中部沿海城市的地面热场分布图[6]。此后，国内外许多学者利用热红外遥感数据进行城市热岛的研究，取得了一系列成果。Carlson等分析了美国洛杉矶地区昼夜热场分布情况[22]，Matson等利用NOAA数据研究了美国西海岸几个城市的夜间城乡辐射温度差异[23]，Price等利用热红外制图仪数据评估了美国西北部地区城市热岛的范围和强度[24] 。接着国内也有不少学者利用NOAA/AVHRR数据研究了北京、上海、苏州[27]、沈阳[28]等多个城市的热岛现象。虽然研究区域各不相同，但是却发现一些共同的特征：在无风或微风条件下，城市热岛的形状、走向和位置都与建成区基本一致；在城市内部，城市热场的分布结构同土地覆盖特征密切相关，低植被的工业区和商业区呈现出明显的高温中心，植被覆盖度大的乡村则显示为低温区域。然而，NOAA/AVHRR气象卫星数据1. 1 km的地面分辨率只

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