【摘 要】
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随着现代城市的快速发展,城镇功能及建筑面积不断扩大,城镇土地利用类型不断转变,摩天大厦带来的不只是经济的发展,还有生态和环境的巨大压力。城市热岛效应被提出之后,城市热环境问题受到了城市规划和生态保护行业学者的重点关注。发展至今,城市热环境问题已经成为未来构建舒适宜居城市不得不考虑的问题。西安,作为丝绸之路的起点,近年来在西部大开发和西咸一体化战略的推进下,建设用地不断扩张,热环境问题尤为突出。本文
【基金项目】
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陕西省自然科学基金(S2018-JC-YB-0597);
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随着现代城市的快速发展,城镇功能及建筑面积不断扩大,城镇土地利用类型不断转变,摩天大厦带来的不只是经济的发展,还有生态和环境的巨大压力。城市热岛效应被提出之后,城市热环境问题受到了城市规划和生态保护行业学者的重点关注。发展至今,城市热环境问题已经成为未来构建舒适宜居城市不得不考虑的问题。西安,作为丝绸之路的起点,近年来在西部大开发和西咸一体化战略的推进下,建设用地不断扩张,热环境问题尤为突出。本文以1992年7月17日、2006年7月24日两期Landsat 5 TM数据和2019年5月25日Landsat 8 OLI/TIRS数据展开研究,采用单窗算法并借助Arc GIS 10.2、ENVI 5.2及Frangstas 3.3软件,先分析西安市主城区热环境的时空、热力景观格局变化和不同土地利用类型的变化幅度、空间转换,评价西安市主城区不同土地利用类型的热效应;其次基于以上评价结果选取灞河两岸2km为研究区,划分200*200米的网格及100米为间距的缓冲区,分析灞河两岸用地类型与热环境在纵向(时间)与横向(缓冲区)变化中的定量关系;最后基于分析结果从横向体系层面(理论)和纵向体系层面(实践)提出相应的土地利用规划策略。本文首先以西安市主城区为研究对象,通过对热环境评价方法相关文献的梳理,选用热红外遥感监测法作为评价热环境的方法,结合西安市三期遥感影像地表温度反演及用地解译结果,从宏观角度评价分析西安市不同用地类型的热效应。评价结果表明:(1)西安市热环境与用地类型格局均发生明显变化,尤其是灞桥区和未央区。其中西安市地表温度逐渐升高且有明显的年际变化,热岛区面积也急剧增加且由零星状或片状向郊区扩散转移,整体热力景观格局发生明显变化且斑块逐步呈现出均匀化分布趋势;建设用地整体以转入为主,替代草地成为西安市主城区的主要用地类型。(2)1992-2019年西安市主城区建设用地的平均温度最高,水域的平均温度最低,且各用地类型的地表温度随时间的变化均呈升高趋势;归一化建筑指数(NDBI)呈地表温度正相关,归一化植被指数(NDVI)与水体指数(NDWI)则呈地表温度负相关,即建设用地对城市升温有促进作用,而植被和水体则在一定程度可以抑制城市升温。其次基于西安市热环境综合评价分析结果,从中观角度分析灞河两岸用地面积占比与地表温度在纵向和横向上的定量关系。结果表明:(1)2019年建设用地、水域、林地、草地是最影响灞河两岸温度的用地类型;灞河以东草地、耕地、水域及林地与地表温度呈负相关(降温用地),且降温效果依次为水域>林地>草地>耕地;灞河以西的降温用地则为草地、林地和水域,且降温效果依次为水域>林地>草地;灞河以西水域与林地的降温效果优于灞河以东,但灞河以东草地的降温效果强过灞河以西。(2)2019年灞河以东水域、草地、林地、耕地面积占比分别在3.9%、13.1%、18.7%、11.6%时降温效果相对较好;灞河以西水域、林地、草地面积占比则分别在0.81%、14.0%、11.6%时降温效果相对较好。最后将2019年灞河两岸用地类型与地表温度的定量分析结果应用到城市规划中,以改善研究区热环境为目的,构建横向和纵向体系的用地优化思路。先基于《西安市土地利用总体规划(2006-2020年)》从理论角度提出改善研究区整体热环境的用地优化策略,进而针对研究区热岛及用地现状,引入水体、绿地等降温用地,通过控制热岛核心区高温、分散热岛片区集聚、调整绿岛区等措施来抑制研究区升温。
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