城市中心区空间形态对热环境的影响机制与优化策略研究 ——以泉州市为例

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随着全球温度的日益升高,极端气候风险增加,对城市生态环境提出了更大挑战。城市区域在城市化和气候变化的双重影响下,生态风险程度越来越明显。城市中心区作为城市最为重要的核心,高的开发强度和人口的高度聚集,让中心区的热环境更加恶化,影响城市的人居环境。如何改善城市热环境,实现街区环境品质提升已成为当前普遍关注的问题。由于目前存在缺乏综合考虑城市热环境的空间形态优化研究,研究成果与城市规划管理结合不紧密,且具有地域性与时间性。基于此,本文以泉州市中心区为例,分析中心区热环境空间特征,并统筹考虑多年的热环境综合评价,并寻找城市空间形与热环境的相关性。最后,提出改善热环境的城市空间形态的优化和调控策略。本文主要从四个部分展开,第一部分是总结国内外关于热环境理论研究,总结空间形态对于热环境的影响机制以及城市空间形态优化策略。第二部分运用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,首先在中心城区尺度对地表温度进行了定量反演,并分析了其时空演变规律及空间分布特征,进而发现城市热环境存在的问题。第三部分是分析城市空间形态指标对热环境的影响机制。首先借助Arc GIS量化研究区城市空间形态指标,分析各类空间形态指标的空间分布情况。下一步,通过城市空间形态指标与热环境的相关性分析,找出跟热环境相关性显著的核心空间形态指标。利用筛选的的核心空间形态指标分别用最小二乘法线性回归(OLS)和地理加权回归(GWR)模型进行回归分析,并评价这两个模型,最后用拟合效果较好的GWR模型对建筑密度和建筑平均高度进行回归分析,为下一步优化城市空间形态与热环境提供基础支撑。第四部分是基于空间形态对泉州市中心区热环境的影响机制分析所得出的一系列结论,综合考虑城市微气候、城市原来的肌理和泉州市中心区不同区域的特征,给出对应的优化目标,并归纳总结泉州市中心区城市空间形态优化策略。主要从城市中心区以每个格网单元为调控对象提出空间形态指标预警和不同区域差异化引导策略。最后选取典型案例街区,基于提出的优化策略,对案例空间形态进行优化,并利用CFD技术分别对案例改造前和改造后的热环境进行模拟验证。本文考虑城市热环境,并以此为视角对城市中心区空间形态提出优化策略,营造城市舒适的热环境。这一项研究有助于改善城市中心区整体的人居环境,为之后泉州热环境的提升与城市健康可持续发展做出贡献。
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