□ 本報記者 馬愛平

　　近日，中國科學院地理科學與資源研究所副研究員匡文慧等在科學出版社出版專著《城市地表熱環(huán)境遙感分析與生態(tài)調控》，該項研究在城市內部功能結構布局，如城市功能區(qū)以及硬化不透水地面和綠地結構比率高精度遙感監(jiān)測方面，城市熱島及下墊面熱環(huán)境狀況監(jiān)測與調控機制方面，以及城市大氣、水、土壤和熱輻射監(jiān)測預警和應急管理方面具有創(chuàng)新性和開拓性。

　　該書入選地球觀測與導航技術叢書，被列為“十二五”國家重點圖書出版規(guī)劃項目。該項研究成果還獲得國家自然科學基金項目，國家“863”、國家“973”等項目的資助。

　　匡文慧研究組開展了一系列科技攻關，研發(fā)了城市功能區(qū)布局以及城市硬化不透水地面、綠地每個30米甚至亞米級象元組分比例信息高精度制圖關鍵技術，可以提供高精度的城市功能區(qū)布局以及硬化不透水地面、綠地等建設規(guī)劃布局詳細制圖信息。

　　“應用地理信息空間分析技術，巧妙地將城市規(guī)劃中的功能區(qū)和城市硬化不透水地面、綠地覆蓋信息建立空間關聯(lián)性，可計算具體每個功能區(qū)、甚至每個小區(qū)、樓盤的硬化地面的比率?！笨镂幕壅f。

　　針對城市熱環(huán)境問題，匡文慧帶領研究組成員自2010年以來應用紅外測溫儀，紅外熱像儀在遙感衛(wèi)星過境時刻執(zhí)行同步觀測，開展了城市建筑和公園綠地地表溫度、比輻射率、輻射四分量、熱通量渦度相關等比較觀測實驗，研發(fā)了Landsat TM、MODIS系列城市生態(tài)參數(shù)遙感定量反演關鍵技術。

　　“在北京城市開展實驗研究，發(fā)現(xiàn)北京城市熱島范圍從1984年的298平方公里擴張到現(xiàn)在的近1400平方公里，面積約擴張4.7倍；城鄉(xiāng)熱島強度秋季差異從1984年的1—2℃增溫到當前的3—6℃?！笨镂幕壅f，同時，城市內部不同下墊面特征與材質、不同功能區(qū)和硬化不透水地面、綠地覆蓋之間地表溫度存在著更顯著的差異。從城市熱島形成的地球物理機制方面考慮，這與不同下墊面的地表輻射和熱通量差異密切相關。

　　匡文慧說，應用城市綠地組分、地表溫度、輻射通量分量等高精度多源信息，分析發(fā)現(xiàn)了服務于水熱調節(jié)功能的各功能區(qū)硬化不透水地面與綠地組分調控閾值。公共綠地在城市不同區(qū)位的熱調節(jié)功能差異顯著，森林和草地綠化覆蓋率與單位蓋度的水汽蒸發(fā)（這里主要指潛熱通量）呈指數(shù)關系。

　　也就是說，在高密度的建筑、道路、廣場等硬化不透水地面區(qū)，種植一棵樹，會發(fā)揮兩倍的潛熱蒸發(fā)能力，這也意味著，城市建設規(guī)劃需考慮，綠地在城市降溫方面植被的群體效應和個體效應，如公園和道路綠化在這方面各自均有優(yōu)勢。

　　該書提出了城市等級尺度地表結構與熱環(huán)境調控新的理念，研發(fā)了耦合城市地理學“空間結構理論”和城市氣候學“輻射能量平衡原理”生態(tài)城市調控模型。為方便應用，這些成果已經研發(fā)成模型和系統(tǒng)，可以有效識別出城市極端高溫區(qū)域，制圖城市綠化工程建設減緩城市熱島更有效的重點區(qū)位，在城市建設規(guī)劃新區(qū)開發(fā)和舊城區(qū)改造中具有非常重要的應用價值。

　　以上研究成果獲得的高精度數(shù)據、各類專業(yè)模型、業(yè)務應用系統(tǒng)已經在國家環(huán)境保護、國家測繪與地理信息、地震應急部門開展科技示范和應用。

　　國際《景觀與城市規(guī)劃》主編、美國北卡羅來納大學教授象偉寧認為，該研究從理論水平、科學規(guī)律探索和發(fā)現(xiàn)以及應用實踐方面取得一系列原創(chuàng)性成果，這一成果達到國際領先水平，并對其他國家、特別是北半球中緯度的國家，有直接的可借鑒作用。