山地高密度城市热岛效应的多约束因子格局分析与定量探测——重庆都市区案例研究

汪洋, 杨丹, 闵婕, 翟非同, 王雨, 吴晓娇, 张洪睿

Spatial pattern analysis and quantitative detection of multi-factor influence for urban heat island effect in a mountainous city: A case study of Chongqing metropolitan circle

WANG Yang, YANG Dan, MIN Jie, ZHAI Feitong, WANG Yu, WU Xiaojiao, ZHANG Hongrui

表1 各因子数量建模方法汇总表

Tab. 1 Processing methods of influence factors index

因子 数据与建模方法 参数含义 城市表面高程（CSE） 建筑矢量面数据转栅格（1 m×1 m）,重采样后叠加DEM数据,得到城市表面高层模型（CSE） 建筑图层先转换为1 m分辨率网格数据,叠加DEM数据,再重采样为30 m网格,以此表达城市自然与人工建筑的叠加高度 建筑密度 （BD） 基于已有经验[22],计算100 m×100 m格网范围内,建筑基底正射投影面积所占比例,重采样为30m网格,得到建筑密度（BD） BD=BA/10000 式中：BD为格网内建筑密度;BA为格网内的建筑基底面积 建筑容积率（BVR） 设定建筑层高3 m,乘以楼层数,得到建筑近似高度;计算100 m×100 m格网范围内,总建筑面积与建筑基底正射投影面积的比值,重采样为30 m网格,得到容积率（BVR） BVR=(BA×F)/10000 式中：BVR为格网内建筑容积率;BA为建筑基底正射投影面积;F为建筑楼层数 归一化植被指数（NDVI） NDVI=(Band5-Band4)/(Band5+Band4) 式中：基于OLI数据,Band5为近红外波段反射值（NIR）;Band4为红光波段反射值(R)[12] 天空开阔度 （SVF） 基于CSE计算结果,采用光线追踪法[21],模拟光源次数432次[17]。通过ArcGIS叠置分析、阴影建模、重分类等过程,统计不在阴影里的次数占总次数的比值[21],得到天空开阔度指数（SVF） SVF=1n∑i=0int2nΔα∑j=0int2nΔβPαiβj 式中：SVF为每个栅格单元的天空开阔度指数;n为总模拟次数;Pαiβj为栅格单元间被遮挡的情况;αi、βj分别为给定方位角和高度角积分步长 距城市主干道 距离（RD） 基于ArcGIS空间分析功能,计算每栋建筑几何中心至主次干道的最近欧式距离 道路类型主要包括城市快速路、都市区高速公路、城市主干道和次干道 反演地温指数（LST） 基于Landsat8 OLI/TIRS数据产品,计算亮温、地表比辐射率、大气透过率;应用劈窗算法[11,20]计算地表温度（K）,计算多年夏季同期均值,得到反演地温指数（LST） Ts=A0+A1×T10+A2×T11 式中：Ts为地表温度（K）;T10、T11分别为Landsat8第10、11波段的亮温值（K）;A0、A1、A2为大气透过率和地表比辐射率确定参数