城市景观多维扩展及其对城市热环境的影响：以武汉为例

本书聚焦城市景观多维扩展对热环境的影响这一核心问题，以地理学综合研究中的“格局-过程”理论为依据，运用景观格局分析等空间分析方法和先进的数值模拟技术手段，揭示武汉城市景观水平和垂直扩展动态及其社会经济驱动因素，量化武汉城市景观空间分异和多维扩展对微尺度、局地尺度和城市中尺度热环境的影响，评估人体舒适度对热环境要素变化的响应。本书从“格局-过程”的研究视角出发，对城市热环境研究进行展望，并为改善城市热环境提供对策建议。

第1章 武汉城市概况 1
1.1 自然地理概况 2
1.1.1 地理位置 2
1.1.2 自然资源 2
1.1.3 气象气候 3
1.2 社会经济概况 3
1.2.1 行政区划 3
1.2.2 人口 4
1.2.3 交通 4
1.2.4 经济 4
1.3 生态环境现状 5
1.4 本书调查与研究范围 6
第2章 数据收集与处理 9
2.1 土地利用/覆盖数据 10
2.1.1 中国土地利用/覆盖数据集 10
2.1.2 武汉中心城区高分辨率土地覆盖数据 11
2.2 地表温度数据 13
2.3 建筑物矢量数据 14
2.4 气象数据 14
2.4.1 气象观测数据 14
2.4.2 分析资料和海表温度数据 16
2.4.3 中国月际2 m气温格点数据 16
2.5 社会经济数据 16
2.6 其他数据 17
第3章 研究与评估方法 19
3.1 景观格局分析 20
3.1.1 二维景观格局指数 20
3.1.2 三维景观格局指数 22
3.2 城市扩展分析 23
3.2.1 不透水面扩展分析 23
3.2.2 邻近度扩展指数 23
3.2.3 质心分析 24
3.2.4 多元聚类分析 24
3.3 局地气候区划分 25
3.4 中尺度数值模拟 27
3.4.1 WRF模式简介 27
3.4.2 单层城市冠层模型 29
3.4.3 湖泊模型 31
3.5 热舒适度评估 32
第4章 城市景观时空扩展特征及其驱动因素 35
4.1 城市景观水平扩展特征 36
4.1.1 城市二维景观格局演变 36
4.1.2 不透水面扩展特征 40
4.2 城市景观垂直扩展特征 43
4.2.1 城市三维景观格局演变 43
4.2.2 城市景观综合分区演变 46
4.2.3 城市景观三维扩展模式演变 48
4.3 社会经济驱动因素 51
4.3.1 需求驱动力 51
4.3.2 供给驱动力 56
4.4 小结 57
第5章 城市二维扩展伴随湖泊萎缩对热环境的影响 59
5.1 城市水平扩展对地表温度的影响 60
5.1.1 武汉地表温度时空格局 60
5.1.2 不透水面覆盖率与地表温度的关系 64
5.2 城市-湖泊系统演变对热环境的影响 66
5.2.1 实验方案设计 66
5.2.2 模型验证 69
5.2.3 城市-湖泊系统演变对气温和湿度的影响 73
5.2.4 城市-湖泊系统演变对人体舒适度的影响 79
5.3 讨论 83
5.4 小结 84
第6章 城市三维景观空间分异对热环境的影响 85
6.1 武汉中心城区局地气候区分类 86
6.1.1 局地气候区分类方案 86
6.1.2 局地气候区空间分布 90
6.2 城市景观格局对热环境的影响 91
6.2.1 实验方案设计 91
6.2.2 模型验证 93
6.2.3 城市景观格局对气温和湿度的影响 96
6.2.4 城市景观格局对人体舒适度的影响 99
6.3 讨论 101
6.4 小结 103
第7章 城市三维扩展对热环境的影响 105
7.1 实验方案设计 106
7.1.1 模式配置和参数化 106
7.1.2 数值模拟方案设计 107
7.2 模型验证 109
7.3 城市景观三维扩展模式 116
7.4 城市景观三维扩展的热环境效应 119
7.5 三维景观格局因子与热环境要素的关系 124
7.6 讨论 125
7.7 小结 128
第8章 展望与建议 129
8.1 研究展望 130
8.2 对策建议 131
参考文献 132