建筑功能分区视角下城市热环境影响因素研究 ——以黄石市沿磁湖区域为例

作     者：劳美玲 

作者单位：湖北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：梁俊红

授予年度：2024年

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

主      题：城市热环境 影响因素 建筑功能分区 地理探测器 增强回归分析 

摘      要：随着城市化进程加速,城市建筑数量和类型的不断增多加剧了城市热岛效应,制约城市可持续发展。城市建筑在塑造城市面貌的同时,也肩负着改善生态环境的重任。因此,深入分析不同建筑功能分区的热环境影响因素对城市规划和环境管理至关重要。 本文以黄石市沿磁湖区域为例,基于Landsat 8影像获取2021年的地表温度和土地覆被,使用均值-标准差法对地表温度划分等级,分析土地覆被与热环境的关系。其次,基于建筑功能分区分析热环境的空间分异特征,同时提取13个多维影响因子分析其空间分异特征。最后,通过地理探测器和增强回归树分析法,分析建筑功能分区内多维影响因子对热环境的影响机制和交互影响机制,以及显著影响因子的边际效应,从而提出热环境优化策略。研究表明:(1)黄石市沿湖区域不透水面与热环境之间关系显著。 黄石市沿湖区域土地覆被分布显著,中部为磁湖,绿地穿插在不透水面内。在不同土地覆被类型中,不透水面的平均温度最高,主要为高温区;其次是中温区为主的绿地;水域温度最低,主要为低温区。(2)建筑功能分区与热环境空间分布均显著,地表温度具有显著的空间自相关,且为高温集聚。 居住区最为集中,主要分布在花湖街道和团城山街道;商业区主要呈星点状分布在胜阳港街道;公共区稀疏地分布在水域和山体周边;居住商业区主要分布在商业区周边,集中在摩尔城和万达商圈;公共商业区零散分布在研究区内;居住公共区主要分布在沈家营街道和胜阳港街道。热环境分布显示高温区分布最多,主要分布在胜阳港街道和花湖街道的中部。且高温区有明显的聚集,主要集中于花湖街道西北侧、胜阳港街道东南侧以及团城山街道北侧和西侧。(3)基于建筑功能分区的热环境显著影响因素不尽相同,整体上,二维影响因素对热环境的影响力显著。 整体来看,在研究区内,亲水指数和NDVI对地表温度的影响最为显著。不同分区内,控制以下显著影响因子的值可以降低地表温度。在居住区,将建筑密度控制在0.2以内,且保持建筑绝对高度在50米以上,有助于缓解温度;在居住商业区,建筑密度应控制在0.25以下,同时确保MNDWI值在0.7以上;在居住公共区,确保建筑物与水域的间距不超过500米,并保持平均建筑体积高于10000立方米;在商业区,NDVI值应大于0.3,且坡度应大于7度;在公共区,将建筑距离水域控制在700米以内,并确保坡度大于10度;在商业公共用地中,NDVI值大于0.2,MNDWI值大于0.7可以缓解地表温度。(4)不同建筑功能分区的热环境交互影响因素不同,且交互力均大于0.7。此外,双因子交互影响效应均表现为增强作用。 整体来看,影响力最大的交互因子是建筑相对高度和NDVI。不同分区内,居住区最大交互因子是天空可视度和建筑绝对高度;居住商业为MNDWI和容积率;居住公共区为亲水指数和天空可视度;商业区为绿地可达性和建筑密度;公共区为绿地可达性和亲水指数;公共区为NDVI和建筑体积。