昆明市域热岛效应变化与景观格局的关系研究

摘要：本文在分析空间数据站下载的城市热岛效应历史影像基础上，得到昆明市地温地表景观格局图像，分析得到在不同城市景观下所对应的不同温度，以此得到热岛效应在不同景观下的强弱，分析得到人造土地下热岛效应最强，而植被和水体则对热岛有极大地缓解作用。

关键词：景观格局;城市热岛;不透水面率;NDVI;MNDWI;昆明

中图分类号：X16;S731                                  文献标识码：A

收稿日期：2020-04-06

作者简介：石若利（1997-），男，硕士研究生，研究方向：建筑结构。

1 研究目的和意义

城市建设规划中热岛效应是一个重要参考指标，其变化与城市景观格局的相关关系研究是影响城市格局的核心课题。这类研究通常采用定量分析的方法，通过理论规则的验证，对学科体系的完善起到积极的作用。市域热岛效应变化与景观格局的关系研究也是建设生态文明城市的有效方向，为在城市改造过程中优化景观格局，适当考虑城市的建筑与绿化比，有利于缓解城市热岛效应，进而有利于改善城市自我调节能力。

2 实证研究

2.1 研究区域

研究区域主要包括昆明市老城区和新城区在内的所有市域。研究区占地面积约为2739.5平方公里，海拔1606 ～ 2763米。

2.2 数据来源和预处理

landsat8遥感影像来自地理空间数据云官方网站[1]。用ERDAS9.2对图像进行预处理。图像形成时间分别为2015年2月21日和2015年5月28日，图像质量相对较高，图像由11个波段组成，成像时天气良好，云量小于0.5%。预处理是选取的显示区域范围的指标筛选过程，需要设定辐射定标和大气校正，然后按照要求裁剪。数据分析用到的是SPSS 25.0，提取指标用ERDAS9.2和ArcGIS 10.2 软件选定所需分析的三个变量，本文分析的指标是地表覆盖类型、指数和地表温度。

3 结果与分析

3.1 温度反演

地表温度指的是地表和空气交界处的温度，具有很强的参考价值，该温度取决于太阳辐射强度，同时也与土壤中水分含量和地表植被覆盖率有着比较密切联系。

3.2 对热岛的横向分析

图像结果显示，地表覆盖类型、指数和地表温度之间存在互相相关的关系，而且不同季节其相关程度不同。春夏两季植被覆盖和湖泊水域起主要降温作用，Spss25.0回归系数具有显著性差异[2]，对比市域温度变化，植被覆盖会通过光合作用影响地表温度，翠湖公园等城市绿地公园地表温度较低;而水的比热容高，盘龙江和滇池附近水域附近地表温度也较低。

3.3 对热岛的纵向分析

在昆明市近些年的城市扩建过程中，由新建的呈贡新区所在方位可以看出，整体是以滇池为中心，向南部发展扩建的 ，四大老城区变为五大城区，昆明市的城市面积不断扩大大，市中心也呈现出多次中心化，城市温度自然随之不断上升;在前文中已经分析过了不同景观对于城市温度变化的影响，而在城市发展过程中，越来越高的人口集聚和城市集群的发展，改变了昆明市域下垫面的构成，建设用地所占的比例越来越大，而植被和水体则是被占用而逐渐减少，换言之也就是增温因素比例在上升，降温因素比例在下降，这就是导致了昆明市气温升高的主要因素[3]。

3.4 建设用地景观变化分析

城市景观格局中的各要素在城市市域中的分布随城市规划建设逐步分散，整体上来说，呈现碎片化、多样化和不规则化的趋势，碎片区域间的信息、能量及物质的交换减少，内部面积减少，作为信息、物质和能量甚至是物种交流的通道被阻隔，碎片区域之间被孤立，致使物种的多样性降低。

3.5 城市热岛强度变化与城市景观变化相关性分析

因此，在未来的城市规划中，昆明市在建设文明城市的同时也要结合生态城市的建设，贯彻落实好2019 年中央下发的国土空间规划意见[4]，为统筹划定落实意见从过程到实施到监管等方面进行城市规划，合理布局城市的生活、生产和生态空间，让城市和生态协同发展。正如总书记所说：绿水青山就是金山银山。

4 结论与热岛缓解规划措施

4.1  结论

昆明市的城市热岛效应的分布会随着时空变化而变化。分析在2 月和 5月的数据，不难发现日气温升高以后，市域中心也就是而热岛效应强的区域受季节影响较大，热岛效应强烈的区域由较分散变得更为集中;无热岛区域和热岛较弱区域的面积不会随着温度升高变化

4.2 热岛环节规划措施

科学合理规划城市。从城市的基本生态环境条件出发，科学合理布局市政工程管线，同时，可以创新设计城市绿色景观，例如用环保型材料盖的屋顶，倡导建设屋顶花园，促進城市上空中心与远郊的空气置换循环。

采取高反射率地表材料。浅色对于太阳光有较好的反射作用，利用颜色优势经济材料，结合种植树木等方式，可以有效增加城市建筑的反射率，在一定程度上是城市规划中最容易改善的一点，既节省经济开支，有省去大面积的规划调整。城市反射率的提高也可以降低市中心温度，达到缓解城市热岛效应的目的。

增加城市绿地和水体。城市绿地、水体具有“冷岛效应”。保护大型斑块城市是人与自然共同的栖息地。构建生态廊道在城市绿地系统中不仅要维护绿色斑块之间的联系。

项目建设方面。建设开发项目的影响较大，需要综合专家学者的相关专业经验，采用风洞试验，数值模拟等手段提前规划设计。

5 展望和预测

5.1展望

提升城乡规划水平。充分发挥城市规划引领管控作用，以城市市域可以容纳的要素能力为参考意见，辅助规划市域的综合适应能力，以构建“两核一极两区六廊”的新型格局为目标，遵循传统规划前提下、继承发展城市规划，引进国外绿色城市理念，保持水域环境基本净化调节功能的同时，以生态环境来优化昆明市的城市空间布局，努力形成横向错位发展、纵向分工协作的城市新格局。

建设缤纷多彩的花园城市。构建天蓝地绿水清的人居环境。

5.2预测

根据昆明2017-2030实施纲要预测景观格局、温度及热岛变化如下：

因此，根據历史数据，2010-2017年平均气温有下降的趋势，伴随着昆明城市化的加快、城市空间持续扩张的和国土空间规划的推出态势下，综合考虑，基于上述规划措施和相应的规划优化;在未来五年和十年，预测昆明市的景观中，城市景观会持续扩大，但是利于缓解热岛效应的景观会得到相应的更好地保护。预测在更为科学的规划下城市温度将会持续降低;热岛效会持续得到缓解。昆明市的城市定位是要建设成为民族团结进步示范区，生态文明建设排头兵，面向东南亚辐射中心，带动周边的经济以及特色小镇的发展。因此外来人员还会涌入昆明市，作为西南第一省的省会居民用地面积会增长。但是昆明市未来城市规划一个显著性变化是城市重心南移，滇池以东，斗南潜力巨大，原生态城市山海和湿地资源与市域中心的融合重叠定会缓解热岛效应，同时两性循环又会促成更加合理的规划，最终城市的热岛效应会得到一个整体水平的降低。

6 结语

伴随着国土空间规划编制的逐渐完善和景观生态学在人类生活中起到越来越大作用，同时在2017-2030的规划实施纲要下的指示，未来昆明会保护现有的城市绿地和斑块，水体亦会得到更好的保护，这些对于缓解城市热岛具有重要意义，因此未来的十年内，人类城市和城市生态环境的共生发展将会使得现在大城市病下的城市热岛得到极大缓解。

参考文献：

[1]Wu J.An inevitable goal of landscape research[J].Landscape Ecology，2012（1）：1-4.

[2]陈昌笃，鲍世行.中国的城市化及其发展趋势[J].生态学报，1994（1）：84-89.

[3]Wu J.Urban sustainability：an inevitable goal of land-scape research[J].Landscape ecology，2010（1）：1-4.

[4]肖荣波，欧阳志云，李伟峰，等.城市热岛的生态环境效应[J].生态学报，2005（8）：2055-2060.

Abstract： In this paper， we download Landsat 8 from geospatial data cloud Remote sensing image， after software processing， can get the ground temperature and surface landscape pattern of Kunming City， analyze the corresponding different temperatures under different urban landscapes， so as to get the strength of heat island effect under different landscapes， and analyze the heat island effect under man-made land is the strongest， while vegetation and water have a great role in alleviating the heat island.

keywords：Landscape pattern; Urban heat island; Impervious surface rate; NDVI; MNDWI; Kunming