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徐新良等出版专著《城市热环境:格局机理模拟》

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《城市热环境:格局•机理•模拟》(科学技术文献出版社)。该专著结合大量案例,系统介绍了城市热环境监测和识别、评价与诊断、模拟和调控的系列技术方法。对从事热环境研究具有很强的参考价值。

目 录

第一篇  总论... 7

第1章研究背景.... 8

1.1研究意义... 8

1.1.1快速城市化引发的城市热环境问题亟待解决... 8

1.1.2科学的城市规划为改善城市热环境提供了重要途径... 10

1.1.3 科技进步为城市热环境改善提供了技术支持... 11

1.2 城市热环境... 14

1.3 城市热岛效应... 14

1.4 城市热岛强度... 15

1.5 城市热岛强度的度量... 16

参考文献... 19

第2章城市热环境的监测和识别.... 22

2.1 定点监测法... 22

2.2 移动监测法... 23

2.3 遥感监测法... 23

2.3.1 监测内容... 23

2.3.2 反演方法... 25

参考文献... 28

第3章城市热环境的评价和诊断.... 31

3.1 城市热岛效应机理... 31

3.1.1地表热收支的物理机制... 31

3.1.2城市辐射平衡过程... 32

3.1.3城市能量平衡过程... 34

3.2 地表能量吸收与释放... 35

3.2.1 土地利用覆被类型... 35

3.2.2 地表生物物理组分特征... 35

3.3地表能量传输... 36

3.4地表能量转换... 37

参考文献... 37

第4章城市热环境的模拟和调控.... 39

4.1 数理统计模型... 39

4.2 能量平衡模型... 40

4.3 数值模型... 40

4.4 解析模型... 42

4.5 物理模型... 42

参考文献... 42

第二篇城市热环境的监测和识别... 44

第5章基于常规气象参数的城市热环境监测.... 45

5.1 城市热环境时间尺度演变... 45

5.1.1 气温年代际变化特征... 45

5.1.2 气温季节变化特征... 46

5.1.3 城市热岛强度时间变化特征... 47

5.2城市热环境时空结构分解... 49

5.2.1 分解原理与意义... 49

5.2.2 数据处理... 51

5.2.3 热环境时空分解... 51

参考文献... 53

第6章基于遥感数据的地表温度反演与验证.... 54

6.1地表温度遥感反演... 54

6.1.1 研究区概况... 54

6.1.2 数据来源及处理... 54

6.1.3 反演算法... 55

6.2地表温度遥感反演结果验证... 58

6.3地表温度差异分析... 59

参考文献... 60

第7章城市热岛空间尺度演变.... 61

7.1 数据准备... 61

7.2 城市热岛足迹变化分析... 62

7.2.1 年际变化特征... 62

7.2.2季节特征... 64

7.3城市热岛容量变化特征分析... 65

7.4 土地利用结构对热岛效应的影响... 66

参考文献... 66

第8章城市热岛景观时空格局分异特征.... 68

8.1 数据准备... 68

8.2 城市热岛景观指数分析... 70

8.2.1 景观指数选取... 70

8.2.2热岛景观指数分析... 71

8.3 城市热岛景观转移矩阵分析... 74

参考文献... 77

第三篇城市热环境的评价和诊断... 79

第9章城市热收支过程模拟.... 80

9.1 城市热收支过程模拟分析... 80

9.1.1 城市辐射平衡过程模拟... 80

9.1.2 城市能量平衡过程模拟... 86

9.2不同景观小区的热收支过程... 92

9.2.1温、湿度对比分析... 93

9.2.2能量收支对比分析... 94

参考文献... 97

第10章下垫面类型对城市热环境的影响.... 98

10.1 数据准备... 98

10.1.1 混合像元分解... 98

10.1.2 地表温度反演... 98

10.2下垫面覆被类型... 99

10.3 地表温度与下垫面的关系... 101

10.3.1 地表温度及其空间分布... 101

10.3.2 影响城市热岛效应的地表因素分析... 102

参考文献... 103

第11章地表覆被对城市热环境贡献率分析.... 104

11.1数据准备... 104

11.2 地表覆被的热环境贡献率分析... 107

11.2.1 城市功能区对热环境的贡献... 107

11.2.2 土地利用对区域热环境的贡献... 109

11.3 地表温度和NDVI的关系... 111

参考文献... 113

第12章土地利用变化对地表温度的影响分析.... 115

12.1 数据准备... 115

12.1.1 数据来源... 115

12.1.2土地利用变化... 115

12.1.3 植被覆盖度... 115

12.1.4 地表温度反演... 116

12.2 土地利用动态变化... 117

12.3 植被覆盖度变化... 117

12.4 地表温度变化... 120

12.5 土地利用变化对地表温度的影响... 121

参考文献... 123

第13章地表特征参数对地表温度的影响.... 125

13.1 遥感影像辐射校正... 125

13.1.1辐射定标... 125

13.1.2大气校正... 126

13.2 地表特征参数反演... 126

13.3 地表温度反演... 129

13.4 地表特征参数与地表温度的关系... 130

参考文献... 134

第14章城市形态对城市热环境的影响.... 136

14.1 数据准备... 136

14.2 城市形态测度... 137

14.2.1 城市形态测度指标... 137

14.2.2 城市扩展测度指标... 137

14.2.3 城市热岛比例指数... 138

14.3 城市形态对城市热环境的影响... 139

14.3.1 城市形态时空格局变化... 139

14.3.2 城市地表温度时空格局变化... 140

14.3.3 城市形态对城市热环境的影响... 142

参考文献... 144

第15章城市化对局地气温变化的贡献.... 146

15.1 数据准备... 146

15.1.1站点选择... 146

15.1.2气象站分类方法... 146

15.2 热岛效应对局地气温的影响... 148

15.3 热岛效应对区域及全国气温的影响... 151

15.3.1 格点尺度... 151

15.3.2 全国尺度... 153

15.4 与其他研究比较... 155

15.4.1 局地尺度... 155

15.4.2 区域和全国尺度... 155

15.4.3 季节尺度... 156

参考文献... 156

第16章城市绿地空间结构对热环境的影响.... 160

16.1数据准备... 160

16.2城市公园绿地与水体景观特征提取与缓冲区分析... 163

16.3绿地景观结构对其内部热环境的影响... 164

16.4城市公园绿地与水体的降温影响范围及降温幅度... 166

16.5影响因子分析... 168

参考文献... 169

第17章城市化发展水平对热岛强度的影响.... 170

17.1 经济发展对热岛强度的影响... 170

17.1.1经济规模对热岛强度的影响... 170

17.1.2经济密度对热岛强度的影响... 170

17.2 能源消耗对热岛强度的影响... 171

17.2.1能源消耗规模对热岛强度的影响... 171

17.2.2能源消耗强度对热岛强度的影响... 172

17.3 房屋建筑对热岛强度的影响... 172

17.3.1 房屋建筑规模对热岛强度的影响... 172

17.3.2 房屋建筑强度对热岛强度的影响... 173

17.4 全社会用电量对热岛强度的影响... 173

17.5 人口数量对热岛强度的影响... 174

17.6 机动车拥有量对热岛强度的影响... 174

参考文献... 175

第18章大气环境与城市热环境的耦合关系.... 176

18.1气象因子与热岛强度的关系... 176

18.1.1气象因子对热岛强度的季节性影响... 176

18.1.2气象因子对热岛强度等级的影响... 177

18.2大气污染变化趋势分析... 179

18.2.1 数据处理... 179

18.2.2 大气污染时间变化... 180

18.2.3 大气污染与气象因子的关系... 184

18.3 大气污染与热岛等级的关联性分析... 187

参考文献... 187

第四篇城市热环境的模拟和调控... 189

第19章基于ENVI-met的城市绿地微气候模拟.... 190

19.1 ENVI-met模型校验... 190

19.1.1 校验方法... 191

19.1.2 校验结果... 192

19.2 模型构建... 194

19.2.1 基准案例模型构建... 194

19.2.2 情景案例模型构建... 196

19.3 模拟结果... 198

19.3.1 基准案例模拟结果... 198

19.3.2 绿地率对热环境的影响分析... 199

19.3.3 绿化组合类型对热环境的影响分析... 200

19.3.4 绿化布局对热环境的影响分析... 203

参考文献... 203

第20章基于元胞自动机和马尔可夫理论的城市热环境预测.... 204

20.1 元胞自动机模型... 204

20.2 马尔可夫理论... 204

20.3 UHI-CA-Markov模型... 205

20.4 模型精度评价... 205

20.5 北京热环境预测... 206

20.5.1数据准备... 206

20.5.2 转移概率... 207

20.5.3 精度评价... 209

20.5.4 预测结果... 210

参考文献... 211

第21章基于WRF的城市扩展对区域热环境的影响模拟.... 212

21.1 WRF模式综合评述... 212

21.2 数据准备及模拟方案... 213

21.2.1 数据准备... 213

21.2.2 方案设计... 214

21.3 模拟结果的对比验证... 216

21.4 LUCC的区域热环境效应... 219

21.4.1 区域气温的差值分析... 219

21.4.2 LUCC的增温贡献率... 221

参考文献... 224

第22章基于WRF的城市扩展对区域热环境的影响预测.... 226

22.1研究区和数据来源... 226

22.1.1 研究区概况... 226

22.1.2 数据源... 226

22. 2 研究方法... 227

22.2.1 研究框架... 227

22.2.2 分区异步元胞自动机模型... 229

22.2.3 WRF模式... 230

22.3 研究结果... 230

22.3.1 武汉城市圈城市扩展情景... 230

22.3.2武汉城市圈城市用地扩展情景模拟... 231

22.3.3 城市用地扩展对区域热环境的影响预测... 233

22.4 结论与讨论... 235

参考文献... 235

第23章基于神经网络的城市热环境空间区划.... 237

23.1 北京城市热环境驱动力分析... 237

23.1.1 城市热环境影响因素评价指标体系... 237

23.1.2 城市热环境影响因素空间主成分分析... 239

23.2 基于自组织神经网络的热环境区划... 240

23.2.1热环境空间区划方法... 240

23.2.2北京热环境空间区划... 241

23.2.3北京热环境调控... 243

参考文献... 244

第五篇研究展望.... 246

第24章未来城市热环境研究热点.... 247

24.1 全球变暖再审视:城市热岛效应对气温变化趋势的贡献... 247

24.2 污染物扩散廊道:疏解热岛环流导致的大气污染和二次污染... 248

24.3 最小生态安全距离:缓解城市群热岛效应... 248

24.4 城市环境气候图:城市气候信息“转译”为城市规划语言... 249

24.5 气候智能型城市:基于气候条件的城市空间形态设计... 250

24.6 城市水体的热环境效应:降温?还是升温?... 250

24.7 地球表面的“外衣”:不可忽视的土地利用/覆被变化... 251

24.8 城市内涝:热力环境背景下的“城市雨岛”. 252

参考文献... 252

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