局地气候区(LCZ)理论
Local Climate Zone(LCZ)理论由Stewart等提出,依据城市地表特征与UHI效应的内在联系,将城市地表划分为10种建筑类型(LCZ 1-10)和7种土地覆盖类型(LCZ A-G),为重新定义和量化UHI提供了重要方法,并为研究城市地区土地利用变化与热岛效应的时空演变关系奠定了基础。
建筑类型(10种)
土地覆盖类型(7种)
创新研究框架
Innovative Research Framework
本研究结合LCZ理论、源汇理论与形态空间格局分析,构建城市热环境多维评估框架。利用Stacking集成学习模型解决权重分配主观性问题,并结合电路理论识别关键廊道与障碍点。
LCZ分类
基于Landsat 8-9影像进行局地气候区分类
源汇划分
通过分布指数划分热源热汇区域
MSPA分析
形态空间格局分析识别核心区域
电路理论
识别关键廊道与障碍点
Stacking集成学习模型
为解决人为因素对权重分配的主观性影响,本研究创新性地利用Stacking集成学习模型进行阻力因子权重分配,构建累计热阻力面。该方法克服了传统层次分析法依赖专家打分的局限,以及主成分分析法易忽略次要因子的不足。
阻力因子体系
建设阻力因子
建筑密度、道路密度、不透水面
自然阻力因子
高程、坡度、植被覆盖度、水体
模型优势
- 消除专家打分主观性
- 综合考虑多个次要因子
- 提高权重分配准确性
- 增强模型客观性与可靠性
源汇理论应用
热源区域
- • 地表温度高于区域平均水平
- • 主要为建筑密集区、不透水面
- • 向周边环境释放热量
- • 加剧城市热岛效应
热汇区域
- • 地表温度低于区域平均水平
- • 主要为植被覆盖区、水体
- • 吸收周边环境热量
- • 缓解城市热岛效应
形态空间格局分析(MSPA)
MSPA基于数学形态学原理,对二值栅格影像进行空间格局的量化、识别和分割,精确区分景观类型及其结构。结合连通性分析(IIC和PC指数),量化不同景观要素之间的连接性,识别具有显著生态价值的热岛与冷岛斑块。
核心区
热岛效应的主要驱动因素
桥接区
连接不同核心区的关键通道
边缘区
核心区与外部环境的过渡带