城市街区空间形态对热岛效应的影响研究——以武汉市主城区为例

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1、分类号学号学校代码10487密级博士学位论文城市街区空间形态对热岛效应的影响研究——以武汉市主城区为例学位申请人：卢有朋学科专业：城乡规划学指导教师：黄亚平教授答辩日期：2018年1月26日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinEngineeringResearchontheinfluenceofUrbanBlockMorphologyontheSurfaceUrbanHeatIsland——ACaseStudyinWuhanPh.D.

2、Candidate1.1.1.1.1.：LUYoupengMajor：UrbanandRuralPlanningSupervisor：HUANGYapingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074，P.R.China华中科技大学博士学位论文摘要随着城市化的推进，热岛效应不断加剧。城市作为承载居民工作与生活的主要载体，其街区层面的空间形态是影响人居环境舒适度的关键因素。然而，既有关于城市建成环境与热岛强度的关联性研究存在不足，表现为：①空间形态指标选取的典型性存疑，通常相关研究关注一个或若干空间形态指标对热岛强度的影响，但实际

3、上空间形态指标为数众多，相关研究在进行关联性研究之前缺乏对重要影响指标的筛选，各种空间形态指标对热岛强度的影响程度差异不清晰；②忽视了关联性的空间不稳定性（spatialnon-stationarity），近年来的研究表明地表温度与各类环境指标（environmentfactor）的关联方向及程度在研究范围内并非保持一致，既有研究中在空间稳定的前提假设下得出的关联性结论的普适性存疑。③相关研究结论未与规划管理紧密结合，与城市规划管理所运用的法定管控指标对接不足，研究所得的普适性关联规律难以适应愈加精细化的规划管控需求，无法将研究结论转化为具有可操作性的规划调控技术。基于此，本研究以

4、武汉市主城区589个控制性详细规划管理单元为研究范围，以Landsat8遥感数据、土地利用数据、建筑数据等作为数据来源，开展了以下研究内容：①识别武汉市主城区的现状热岛空间格局；②筛选影响热岛强度的核心空间形态指标；③分析各空间形态指标对热岛效应的作用机制；④提出降低热岛强度的空间形态调控技术。研究发现：①热岛广泛分布于主城区，热岛强度的空间分异具有“内、外双高的U型圈层分异”、“高温区多轴向延展”、“局部高温集聚、低温集聚”的特征。具体来说，极强热岛区与强热岛区在一环内聚合集中、二环周边沿路拓展、三环周边板块集聚，而较强热岛区与弱热岛区滨江环湖特征显著，并通常位于建成区边缘。②在

5、选取的19种空间形态指标中，其中的10种空间形态指标对热岛强度的影响较为明显，它们是：工业用地占比、商业用地占比、常住人口密度、覆土覆盖占比、NDVI、植被覆盖占比、绿地率、建筑密度、建设用地占比、GSVF，上述指标均通过了信度检验，其中建筑密度和GSVF对热岛强度的影响程度较大。③空间形态对热岛强度既可以有强化作用（部分指标与热岛强度成正比），也可华中科技大学博士学位论文以有减缓作用（部分指标与热岛强度成反比），具体来说，空间形态通过功能运转增热升温、人工表面换热升温、建筑组合聚热升温三种方式增加热岛强度，并通过生态地表吸热降温、建筑阴影减热降温两种方式降低热岛强度。研究认为：①

6、通过指标预警技术可锁定街区内超过阈值水平的空间形态指标，减少街区成为高强度热岛区的概率，并提出了相应的规划调控手段，以及空间形态优化技术；②根据空间形态指标、外部环境因素在不同街区中对热岛强度的影响效应差异，可将街区分为5种类型，分别为弱热荷载、强散热型街区，弱热荷载、较强散热型街区，较强热荷载、较强散热型街区，强热荷载、较强散热型街区，强热荷载、弱散热型街区，根据不同类型街区中空间形态指标与热岛强度的关联性差异，本研究认为不同类型的街区需要采取不同的规划调控策略，即空间形态的差异化引导技术；③为避免高温区之间的“叠加效应”，同时延展水体降温区域，对主干路周边区域、集中工业区和滨水

7、区域等特殊功能区应采用针对性的空间形态优化对策。关键词：空间形态、城市设计、武汉市、城市街区、地表热岛效应华中科技大学博士学位论文AbstractWiththepromotionofurbanization,theurbanheatisland(UHI)increaserapidly.Theblockmorphologyisakeyissueoflivingenvironment,ascitiesarethemainspatialcapacityofworkingan