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本文针对城市尺度,提出了一种基于遥感(RS)与GIS技术的城市精细化通风评估方法,并在北京怀柔雁栖湖生态城地区规划前后的通风环境评估与通风廊道构建进行应用。通风环境考虑背景风环境和通风潜力两方面,背景风环境可通过气象观测统计分析或数值模拟得到,而通风潜力可根据城市建筑物的地面覆盖率、自然植被确定的地表粗糙度及接近周边开放区域的程度而定。地表粗糙度可以由气象学中的空气动力粗糙度长度(Roughness Length,RL)定量估算,而开敞区域程度可以由天空开阔度(Sky View Factor,SVF)来定量反映。利用这两个指标可构建城市通风评估指标——通风潜力指数(VPI),可定量评估一个地区的总体通风状况,并根据背景风环境中的主导风向,结合城市土地利用规划图,可构建城市通风廊道。目前常用粗糙度长度RL方法分为两类,一类是气象观测方法,即利用通量塔或者气象台站的实测风速资料来计算下垫面的RL,另一类是形态学方法,即根据粗糙元的几何形状、分布密度等计算RL。由于植被和城市粗糙元性质的明显差异,本文采用了基于遥感与GIS技术的形态学方法来分别确定城市植被地区和城市地区的RL。植被区域的RL主要由植被类型、冠层面积指数和植被高度确定,城镇区域的RL主要由建筑面积覆盖率和建筑物高度确定。植被类型、冠层面积指数可以由现有的卫星资料或卫星产品估算得到,森林植被高度可以由雷达卫星反演获取,农田植被高度可以根据当地物候观测资料获取,建筑面积覆盖率和建筑物高度可以由城市基础地理信息中的建筑信息或通过高分辨率遥感影像反演获取。天空开阔度SVF可由高分辨率数字高程栅格信息进行估算得到。文中利用2011年7月Landsat-TM卫星资料和2005年GLAS(地球科学激光测高系统)卫星资料分别估算了研究区域的植被类型、冠层面积指数和植被高度,利用2009年1:2000城市基础地理信息和GIS技术估算了研究区域的城市建筑覆盖率和建筑高度,进而估算得到100m空间分辨率的SVF和粗糙度长度RL,综合RL和SVF并结合规划后土地利用类型,估算得到研究区域规划前后100m空间分辨率的通风潜力图。再结合背景风环境利用通风潜力指数VPI指数进行了规划前后的通风变化定量评估。评估显示:2011年雁栖湖东部及南部平原地区大部分区域通风潜力较高,仅在建筑较为密集区域无明显通风潜力,而规划后在雁栖湖东部及南部平原地区由于有大量的建筑楼群出现,这些区域的通风潜力明显降低。利用定量指标通风潜力指数(VPI)估算的雁栖湖生态城2011年7月的VPI为0.5345,规划方案建设后的VPI为0.4375。按此方法评估,雁栖湖地区建设之后通风潜力有所减弱,但通风潜力评估等级为3(一般),仍在较好范围之内。科学构建城市通风廊道及建议:结合城市土地利用规划,考虑利用南北走向的河道、主要道路、绿道等作为通风廊道,将建成区西北部开放空间(冷源)生成的新鲜空气,及偏西北向的背景风,引入生态城东南部建设区域,缓解该地区大面积城市建设对局地通风环境造成的负面影响。为了构建互相联通的通风廊道,避免断头和结点的阻隔,需要合理增加通风廊道的设计,保留廊道用地,不得侵占。控制重点区域城市开发强度和建筑物高度;合理布局功能区,在重点地区限制大规模工业布局;