城市典型区域夜间人工光环境对比分析研究 ——以米兰和大连居住和商业区为例

作     者：杨鑫鑫 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘鸣

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：区域夜间人工光环境 地理信息系统 光环境监测 光环境评价指标 城市光环境地图 

摘      要：随着社会经济尤其是夜间经济的高速发展,人类对夜间照明的需求逐渐增加,城市夜间照明既追求功能性照明,又追求景观性照明。目前我国对光污染的研究较少,光污染已经成为城市环境中的严重问题。光污染对天文观测、人类健康及生态平衡都造成一定程度的影响。然而由于缺少城市光环境夜间照明设置的相关标准、夜间照明的监测系统、光污染评价系统等设施及手段,使现状中的城市夜间光环境中产生大量的不合理照明设施及不合理的照明规划设计,从而加重了城市夜间光溢出现象,使城市光环境中出现的光污染评价及防治等问题成为了城市发展中亟待解决的问题。目前各国学者研究大多利用卫星遥感观测数据,对各国之间、国内外之间从国家尺度上进行光污染的对比研究分析,缺乏国内外城市间的比较,为了更好地掌握和研究我国城市光污染的情况,本研究以大连和米兰典型区域商业区和住宅区为研究对象,通过实地测量、数值分析、模型分析等进行对比研究。首先,本文通过大量国内外文献学习,对光污染的研究方法进行归纳总结。主要通过光污染的遥感观测、地面实测、光污染量化模型的建立发展、光污染与地理信息系统的结合等几个方面进行总结。对光污染理论进行梳理分析,从光污染的类型、评价指标、天空亮度等级、城市天空光环境层次、光污染危害及各国防治措施等方面进行梳理,为后续研究提供理论支持。对米兰和大连典型区域进行实地调研及分析光环境特点,为后续实测提供参考。之后,根据前期理论基础、技术手段及调研情况对米兰市和大连市典型区域进行实地测量。通过实地调研,城市内部居住区和商业区是夜间人工光环境的典型区域,这两个区域光污染问题较多,夜间人工光环境差异较大。因此,对米兰市和大连市典型商业区域和居住区域进行实测。测量典型区域的星等亮度、照度、光谱、显色指数、色温等光环境评价指标数据,并根据实测数据分析各区域光环境特点,定量分析光污染程度。对米兰市商业和居住区域,大连市商业和居住区域光环境数据进行对比分析,分析城市内不同功能区光环境差异,和不同光源类型、光源分布对光污染的影响。对米兰及大连商业区,米兰及大连居住区的光环境数据进行对比分析,分析不同类型商业和居住模式,不同商业区、居住区光源类型和不同光源分布特点对光污染的影响。为大连市夜间照明规划和光污染防治提供参考依据。最后,探究城市夜间人工光环境可视化地图的构建。利用地理信息系统技术,结合实测光环境数据,对米兰和大连市测量商业区域和居住区域构建夜间人工光环境多项参数的可视化地图,进一步分析各功能区星等亮度、照度、色温等光污染评价指标数据的分布情况。并且结合本团队前期测得大连市其他区域夜间人工光环境情况,更进一步构建大连市夜间人工光环境地图,为最终大连市夜间人工光环境地图的构建提供更多依据,对未来的大连市夜间照明规划具有指导意义。