杭州城市作用空间和补偿空间的分析

1.地表温度反演及分析

本书采用多时相的Landsat遥感影像数据，数据来源于中国科学院地理空间数据云平台（网址：http：//www.gscloud.cn）。选取遥感影像数据的卫星过境时间为2015年5月22日，条带号为119，行编号为39，云量为2.88%。数据具有11个波段，选取其中的第10波段作为单波段热红外数据使用。利用多项式纠正模型对影像数据进行几何精校正，采取三次多项式变化，选取10个均匀分布的控制点进行精校正，校正的基准图为经过校准的2004年杭州市Landsat TM影像图，同时采用直方图匹配法将遥感影像的每一波段灰度值减去各自波段的最小灰度值，从而达到大气校正目的。

采用基于影像的反演方法，按照2.1节的步骤对杭州地表温度进行反演。首先根据式（2-11）将像元灰度值（DN值）转换为辐射亮度值：

L10=3.3420×10-4×Qcal+0.1　(2-11)

式中：L10为第10波段的辐射亮度值；Qcal为像元灰度值。

其次，利用式（2-12）求取地表亮温：

式中：T10为第10波段的地表亮温值；L10为第10波段的辐射亮度值。

再次，利用地物比辐射率对亮温作进一步校正，以获取地表温度：

式中：Ts地表温度；T10为第10波段的地表亮温值；ε为地表比辐射率。

最后，将绝对温度减去273.15K转化为摄氏温度，得到地表温度反演结果如图2-17所示。(www.xing528.com)

图2-17　杭州市地表温度反演图

由图2-17可以看出，杭州主城区的地表温度要明显高于周边郊区，总体呈现核心高、外围低的特征。从空间分布特征出发，杭州主城区的高温度区主要分布在武林核心商圈（河坊街、环城北路以及秋涛路附近）、城西成片的密集居住区（翠苑、益乐新村、古荡新村）、下城区和拱墅区内未搬迁的工厂区以及下沙的经济技术开发区。大面积的水域、山体对城市地表具有显著的降温作用，杭州的低温区主要分布在具有大量山体的西湖区、大面积水域的钱塘江、绿化覆盖率较高的半山森林公园地块以及白马湖附近。其中，钱塘江的降温作用最明显，是城市中地表温度最低的地方。在城市核心区，地表温度的高低也各不相同，“高峰”和“峡谷”交替出现，说明城市下垫面性质的差异造成地表温度差异明显。如京杭大运河两侧的温度明显低于周边地区，形成天然的低温廊道，为城市风道的构建提供了可能。

2.作用空间和补偿空间的确定

依据前文对杭州主城区地表温度的反演与高温区分析的结果，结合城市老城区、工业园区、大型交通枢纽区、CBD核心区以及居住密集区的空间分布情况，确定杭州主城区的作用空间如图2-18中的A1至A16。其中：A1为下沙工业园；A2为近江工业园区；A3为火车东站地区；A4为四季青及周边地区；A5为杭州汽车南站地区；A6为武林核心地区；A7为打铁关地区；A8为黄龙体育中心地区；A9为文二路两侧地区；A10为西城广场及周边工业区；A11为北部软件园及周边工厂区；A12为沈半路西侧工厂区；A13为新华经济园；A14为杭州钢铁集团基地；A15为西陵机电及周边工厂区；A16为康恩贝制药及周边工厂区。

图2-18　杭州主城区作用空间和补偿空间示意图

依据前文杭州主城区地表温度反演与低温区分析结果，结合城郊农田耕地、山体林地、水域以及城市大型公园的空间分布情况，确定杭州主城区的补偿空间见图2-18。

从分类角度出发，补偿空间可分为冷空气生成区域的补偿空间和热补偿空间。

（1）山体、湖泊以及水体面积较大，可作为城市冷空气生成区域的补偿空间，主要有钱塘江、西湖风景名胜区、午潮山国家森林公园、灵山风景区、闲林郊野公园、西溪国家湿地公园和五常湿地、外围良渚山体、半山—皋亭山—黄鹤山风景区、超山风景区、乔司农场以及湘湖旅游区。

（2）城市内部绿地可有效缓解周边地区闷热和热岛效应，是城市重要的热补偿空间，主要有京杭大运河、紫金港西区、沈家塘、西塘河公园、城北体育公园、富义仓公园、华家池、吴山景区、钱江新城森林公园、笕桥地块、滨江公园、回龙山—冠山、白马湖、八堡地区、高教西公园、下沙河道公园以及沿江公园等。