城市微热环境高分辨率遥感参数确定与热分布模拟模型研究

With the improvement of people's living comfort requirements, the micro-scale environmental condition has been paid more and more attention. Using the very high-resolution remote sensing data, the shortage of the limited ground measured data for assimilated modifying the urban micro-thermal environment model to simulate the thermal distribution can be remedied. Therefore, taking a typical district of Nanjing city as the study area, the coupling interface attribute of local structure and air of the study area were simulated using 3D micro-scale unsteady method and the micro-scale thermal mechanism were got. Under the theoretical support, remote sensing micro-thermal parameters were determined and the parameters achieved by the very high resolution remote sensing data were carried out. Construction of urban micro-thermal environment of high resolution remote sensing model, the model should play as much as possible the high precision and dynamic characteristics of remote sensing. This model was modified dynamically using the method of remote sensing and ground observation variational method. Finally, the thermal comfort of the study area was evaluated. This project attempts to provide a scientific basis for the accurate evaluation of urban living comfort, to provide new ideas and methods for the research of urban micro-environment. The results will give some references for urban micro-environment research using very high-resolution remote sensing in similar area.

随着人们对生活舒适度要求的提高，微小尺度的环境状况日益受到关注。高分辨率遥感信息有望弥补地面有限实测资料同化修正城市微环境模型模拟城市热能空间分布的不足， 卫星观测资料对于城市微尺度下的热环境模拟尤为重要。本项目以南京市典型区为研究对象，研究城市局部结构与空气耦合界面属性，利用三维微尺度非稳态方法进行城市微热环境模拟，得到微尺度下热场机制，在理论支撑下确定遥感微热能参数并通过高分辨率遥感数据进行参数获取。构建城市微热环境高分辨率遥感模型，该模型应尽可能发挥遥感信息的高精度, 且为动态信息的特点, 模型结构及参数状态变量等应尽量使之便于直接利用遥感的物理量，利用卫星遥感-地面观测综合变分法进行模型的动态修正。建立综合评价指标体系对研究区热舒适度进行评价。本项目试图为城市舒适度的准确评价提供科学依据，为城市微环境研究提供新的思路与方法，研究成果将为城市微环境高分辨率遥感研究提供参考。

随着人们对生活舒适度要求的提高，微小尺度的环境状况日益受到关注。本项目以南京市典型区为研究对象，研究无人机热红外数据在城市微热环境中的应用，并结合三维微尺度非稳态方法进行城市微热环境模拟，得到微尺度下热场机制，并建立综合评价指标体系对研究区热舒适度进行评价。研究内容包括： .（1）南京市热舒适度时空变化遥感研究：选取南京市作为研究区，提出基于遥感数据反演参数的改进型温湿指数，在此基础上进行南京市热舒适度分级，得到其热舒适度空间分布，并进一步探究热舒适度的时空演变特征以及地表景观格局对热舒适度的影响。.（2）基于无人机热红外数据的南京市微热环境与舒适度评价：利用无人机搭载热红外成像仪获取六种典型城市下垫面 （水体、灌木、草坪、荷兰砖路面、大理石路面、沥青路面）地表温度数据，以及城市三维建筑表面（屋顶、阳面墙体、背阴面墙体）温度数据，分析其在不同天气、不同月份的时空变化状况，并估算其感热释放量，定量描述不同下垫面地表温度的精细特征。结合与无人机影像同步观测的气象数据，分析城市热环境的影响因素，为改善城市热环境问题提供一定的参考依据。.（3）无人机热红外结合三温模型的城市植被蒸腾量估算：利用无人机搭载热红外成像仪获取研究区内表面温度数据，并通过小型气象站获取同步观测的气象数据，结合三温模型估算城市微环境下绿色植被的蒸腾量，定量分析不同季节不同植被类型的蒸腾速率和蒸腾量日变化特征，并进一步对不同季节不同环境条件下不同植被类型对城市微环境的降温增湿效果以及对人体舒适度的改善程度进行分析。.（4）无人机热红外支持下的城市微尺度热环境模拟：利用无人机搭载热红外成像仪获取南京市江宁区某大学校园内典型区域夏秋两季的地表温度数据。通过ENVI-met和palm-4u两个数值模拟模型模拟研究区地表温度并结合实测数据对不同地表类型及阴影遮挡下的模拟精度进行误差分析。.