基于层次分析法的城市热岛效应分析模型
城市热岛效应的研究模型
城市热岛效应的研究模型
卢曦
【期刊名称】《环境技术》
【年(卷),期】2003(021)005
【摘要】城市热岛不但影响城市气候,而且严重影响城市的大气环境,城市发展的多样性决定了城市热岛的复杂性、研究模型的多样性.本文通过对城市热岛常用的研究模型进行了分析、比较,为城市热岛研究模型的选择和进一步研究城市热岛的机理以及城市热岛对城市环境的影响提供了参考依据.
【总页数】4页(P43-46)
【作者】卢曦
【作者单位】上海理工大学动力学院,上海,200093
【正文语种】中文
【中图分类】X16
【相关文献】
1.基于层次分析法的城市热岛效应分析模型 [J], 刘晓霞;李晨;杨秀丽;王珊
2.基于Landsat TM的城市热岛效应与地表特征参数稳健关系模型 [J], 樊辉
3.城市热岛效应的影响因素、研究方法及缓解对策研究进展 [J], 许睿;董家华;王凤兰
4.基于Landsat数据的绵阳市城市热岛效应研究 [J], 余洋;韩如冰;唐中华
5.基于马尔科夫模型的郑州市城市热岛效应分析及预测 [J], 吴宝军;雷雅凯;段彦博;彭丹丹;田国行
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于层次分析方法的城市火灾风险评估研究（可编辑）
基于层次分析方法的城市火灾风险评估研究V01．13，No．4第13卷第4期火灾科学200 Oct．2O 0 44年10月 FlRESAFETYSCIENCE文章编号：1004―5309 2004 04一0203一06基于层次分析方法的城市火灾风险评估研究侯遵泽，杨瑞中国人民武装警察部队学院河北廊坊，065000摘要：城市区域消防安全评估是科学有效地进行城物为研究对象，建立火灾发展模型，烟气扩散模型、市消防规划、部署和消防法规的制定的重要依据，对人员反应和消防系统模型，以生命、建筑物内部财产于城市建设和社会经济的协调发展具有保证和促进或建筑物本身安全目标的消防安全评估[4~8]；第二作用。
根据《中华人民共和国消防法》及《机关、团是以某一企业多为化工生产企业为研究对象，通体、企业、事业单位消防安全管理规定 61号令》对过定性分析和定量计算，预测火灾爆炸事故的可能性；再有就是以某一区域为研究对象，为区域性消防消防管理对象的界定标准，提出分类方法，确定了城市区域消防安全体系的组成要素，采用层次分析法管理、决策提供科学依据。
评估方法比较多，其中较确定了各要素的权重，应用多层次多目标系统模糊为成熟的有：美国道化学公司的火灾爆炸指数评价优选理论，建立了城市区域消防安全评价模型，对城方法、防火安全检查评分表评价方法、火灾爆炸事故市区域消防安全评估进行了方法研究和具体计算，死亡率评价方法、事故树分析法、层次分析法等。
层并应用所设计的模型对北京市宣武区的区域消防安次分析法是一种系统工程中对非定量事件作定量分析的简便方法，适用于多准则、多目标的复杂问题的全状况进行了分析评估。
计算结果证明了方法的有效性。
分析和评价，是对人们主观判断做客观描述的一种有效方法。
关键词：城市区域消防安全评估；消防法规；分类；层次分析；火灾风险在总结、学习、比较现有研究分析方法的基础中图分类号：X91 文献标识码：A 上，本文结合北京市宣武区的实际情况，根据公安部《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定 61O引言号令》[9]及《中华人民共和国消防法》的相关规定，按照所管理对象的重要程度和不同性质，提出了比消防安全评估也称火灾风险评价是消防科学较切实可行的分类方法，对消防管理对象进行了逐研究的重要组成部分[1’2]，城市区域消防安全评估又具有其自身特点，对于城市区域消防安全来说，其层划分，进而建立了简单的数学模型，应用成熟的理论分析方法和数学统计方法进行合理的科学分析计火源复杂多变，孕灾环境层次众多，结构复杂，且存算，最终得出了该地区的消防安全评估结果，对城市在大量不确定性因素和偶然性，因此，采用合理的分析方法对城市区域消防安全进行分析、研究，进而正区域消防安全评估方法做了一次成功的尝试，计算结果和对比分析，证实了方法的有效性。
基于层次分析法的城市热岛效应分析模型
基于层次分析法的城市热岛效应分析模型[提要] 城市热岛效应的效果受到很多因素的影响，但影响效果各有不同。
本文运用层次分析法建立数学模型，分析人口密度、辐射吸收、城市绿化程度以及空气湿度对城市热岛效应的影响是较大的，对热岛效应的贡献值超过60%。
关键词：热岛效应；层次分析法由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率，使得城市地区储存较多的热量，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。
热岛效应是伴随着城市化而产生的，在城市中人口密度、建筑厂房以及工业化程度都产生了相对较高的热量；而且城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的二氧化碳、粉尘等污染物，造成温室效应，进而加剧热岛效应的产生。
本文运用层次分析法（AHP）建立数学模型，分析不同因素对城市热岛效应影响的大小，以便于更好地找出应对热岛效应的方法。
一、建立层次结构模型影响热岛效应的有：城市的人口密度、生活及工业排放的污染物、城市的绿化程度、空气湿度、日照强度以及建筑物地面的辐射吸收等等。
将这些因素分组，得到层次分析法中的目标层（O层）、准则层（A层）以及方案层（B层）。
（图1）二、构造成对比较矩阵针对准则层A所支配的因素对目标影响的大小，即综合考虑各项因子对城市的热岛效应的贡献量、对接收到的热量的改变量等的影响力大小，确定因素对目标的重要性。
构造成比矩阵P：P=（p■）■ p■>0，p■=■ （1）重要性按照1～9尺度进行赋值，1表示第i个因素与第j个因素的影响相同，随着数值的增大，第i个因素比第j个因素的影响逐渐加强。
分别确定准则层A1，A2，…，A5对目标层O的重要性，及B1，B2，…，B12对准则层A1，A2，…，A5的重要性，得成对比较矩阵：A= 1 1/4 1/5 1/3 3 4 1 3 1/4 4 5 1/3 1 1/3 3 3 5 3 1 1/31/3 1/4 1/3 3 1B1=1 3 21/3 1 1/21/2 2 1B2= 1 51/5 1B3=1 1/7 1/37 1 63 1/6 1B4= 1 81/8 1B5= 1 1/55 1三、层次单排序并进行一致性检验层次单排序：确定下层各因素对上层某因素影响程度的过程，权值表示影响程度。
基于地理信息系统的城市热岛效应分析与改善策略研究
基于地理信息系统的城市热岛效应分析与改善策略研究城市热岛效应（Urban Heat Island，简称UHI）是指城市相对于非城市地区温度明显升高的天气现象。
随着城市化进程的不断加快，城市热岛效应对城市生态环境和人类健康带来的影响越来越明显。
因此，基于地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）进行城市热岛效应分析，并制定相应的改善策略，是当前城市规划和环境保护的一个重要课题。
首先，地理信息系统是一种集成了空间数据获取、存储、管理、分析和可视化表示功能的综合性工具。
利用GIS可以对城市热岛效应进行全面的分析和评估。
通过收集和整理城市化程度、建筑物密度、绿地覆盖率、道路网、高峰时段交通状况等相关数据，并将其与气象数据、遥感数据相结合，可以准确地掌握城市热岛效应的分布和演变特征。
在此基础上，可以采用热岛强度指数、热岛强度等级等评价指标，对城市热岛效应进行定量分析和评估。
其次，通过地理信息系统的分析结果，可以揭示城市热岛效应的形成机制和影响因素，为制定相应的改善策略提供科学依据。
城市热岛效应的形成主要涉及城市建筑物、人口密度、道路状况、绿地空间等因素。
例如，高密度建筑物的集中分布导致城市地表温度的升高，而绿地覆盖率较低则会减少城市地表的蒸发和散热，进一步加剧城市热岛效应。
因此，针对不同的城市热岛形成因素，制定相应的政策和措施具有重要意义。
在具体的改善策略上，可以借助地理信息系统技术，针对城市热岛效应进行空间规划和生态环境建设。
首先，要合理布局城市绿地空间，提高绿地覆盖率。
通过分析和评估城市现有的绿地分布情况，结合城市化程度和人口密度等因素，确定绿地空间的布局和规划。
其次，应加强建筑物的能源效益改造，采用节能设计和建筑材料，减少建筑物能源消耗，降低城市热岛效应。
另外，基于地理信息系统的城市热岛效应分析还可以辅助确定热岛强度高的区域，并优化城市交通规划和道路设计。
城市热岛效应成因的研究与分析共3篇
城市热岛效应成因的研究与分析共3篇城市热岛效应成因的研究与分析1城市热岛效应成因的研究与分析随着城市化进程的不断加速，越来越多的人涌入城市，也带来了更多的问题。
其中，城市热岛效应是一个受到广泛关注的问题。
城市热岛效应是指城市中心区域温度相对周围地区高出较多的一种现象，这种现象与城市特有的建筑、人口集聚、交通密集等原因有关。
本文将对城市热岛效应的成因进行探讨，并采用多种方法进行分析与研究。
城市热岛效应主要是指在城市中心区域与周围地区的温差较大，通常在夏季表现最为明显。
它的形成和城市发展、建设和管理等方面都密切相关。
首先，城市的高密度人口和繁忙的交通给城市带来了大量的热能，使得城市中的气温较周围环境高。
其次，城市的建筑物和硬质铺装面积较大，能够吸收和储存大量的热量。
此外，城市中的水体较少，草木覆盖率较低，导致城市温度的昼夜温差减少，气象条件的变化无法得到有效地调节。
最后，城市中的污染物与工业废气会进一步加重城市的热效应。
为研究城市热岛效应，我们采集了一段时间内的气温数据。
我们将数据分析与城市中建筑分布情况和地形等因素进行结合，以确定城市热岛效应及其影响区域的范围和强度。
结果显示，城市中心区域气温显著高于周围地区，其中高层建筑物周围的温度尤为明显。
城市中心区域的温度与地形密切相关，地势低洼的城市中心区域热岛效应更为明显。
此外，我们也发现，城市热岛效应在不同季节以及不同时间段内呈现出不同的特征。
夏季是城市热岛最为明显的季节，而在深夜温差较大的情况下，城市热岛效应也会减弱。
为了有效地控制城市热岛效应，我们提出了一些解决方案。
首先，增加城市中的水体和绿化覆盖率是降低城市热岛效应的有效措施。
其次，采用城市微气候调节设计和技术，对城市中的建筑物和硬质铺装面积进行调整，增加通风面积和透光面积，并对高层建筑进行热学设计，以提高城市的回避能力和散热性能。
最后，减少工业废气和污染物的排放也能有效地降低城市热岛效应的程度。
基于层次分析法的城市精明增长程度评价模型
基于层次分析法的城市精明增长程度评价模型随着城市化的进程加快，城市精明增长成为了当今社会发展的热点话题。
城市精明增长不仅仅是指城市经济的增长，更重要的是城市在经济、社会和环境等方面的整体发展。
如何评价城市的精明增长程度成为了一个迫切需要解决的问题。
本文将提出一种基于层次分析法的城市精明增长程度评价模型，以期为城市的精明增长提供科学的评价方法和有效的指导。
一、城市精明增长的内涵城市精明增长是指城市在经济、社会和环境方面实现了平衡发展和持续增长。
经济增长要与资源利用、环境保护和社会公平相协调，才能真正实现城市的精明增长。
城市精明增长的内涵主要包括以下几个方面：1.经济增长：城市经济的增长是城市精明增长的基础。
经济增长要能够创造更多的就业机会，提高城市居民的生活水平。
经济增长也要能够保障城市的持续发展，防止资源过度消耗和环境恶化。
2.社会公平：城市精明增长要能够实现社会的公平和包容。
这包括教育、医疗、社会福利等方面的公平和平等。
城市中的每一个居民都应该享有平等的发展机会，不论其出身、性别、年龄等方面的差异。
3.环境保护：城市精明增长要能够实现环境的可持续发展。
城市的发展不能以牺牲环境为代价，要能够实现资源的合理利用和环境的保护，以保障后代子孙的生存环境。
二、城市精明增长程度评价模型为了评价城市的精明增长程度，我们将提出一种基于层次分析法的评价模型。
层次分析法是一种定量分析和定性分析相结合的方法，可以有效地评价城市在经济、社会和环境等方面的精明增长程度。
1.建立评价指标体系我们需要建立一个评价城市精明增长的指标体系。
这个指标体系包括经济增长、社会公平和环境保护等三个方面。
在每个方面下又可以包含若干具体的指标，比如在经济增长方面可以包括GDP增长率、就业率、贫困率等指标。
2.构建判断矩阵在建立好评价指标体系之后，我们需要构建判断矩阵。
判断矩阵是用来描述指标之间相互关系的矩阵，可以帮助我们确定各个指标的权重。
基于层次分析法的城市精明增长程度评价模型
基于层次分析法的城市精明增长程度评价模型随着城市化进程不断加快，城市精明增长成为当前全球城市发展的热点话题之一。
城市精明增长指的是在全球化、信息化和可持续发展的大背景下，通过科技创新、经济效率和社会包容等方面的发展，使城市在经济、社会和环境等方面实现可持续增长和优化发展。
评价城市精明增长的程度就显得尤为重要。
基于层次分析法的城市精明增长程度评价模型就是一种有效的评价方法。
基于层次分析法的城市精明增长程度评价模型是一种多层次结构的评价方法，它将城市精明增长的多个方面进行分解和层次化，通过专家打分和计算权重来进行综合评价，以便更加准确地评价城市精明增长的程度。
1. 确定评价指标体系：需要确定城市精明增长的评价指标体系，这些指标通常包括经济增长、社会发展、环境保护、科技创新等多个方面。
这些指标应该是可以度量和比较的，并且能够全面反映城市精明增长的各个方面。
2. 建立层次结构模型：根据评价指标体系，建立城市精明增长的层次结构模型，将城市精明增长的各方面分解为若干子目标和指标，形成一个多层次的网络结构。
3. 确定权重和打分：通过专家打分和计算权重，确定各个指标和子目标的重要性和影响程度。
专家打分通常采用1-9的标度，用于表示两个指标之间的相对重要性，计算权重则采用特征值法、层次排序法等方法。
4. 综合评价和排序：利用层次分析法进行综合评价和排序，得出城市精明增长的整体水平和各个方面的重要性和影响程度。
基于层次分析法的城市精明增长程度评价模型具有科学、全面和系统的特点，能够更加客观和准确地评价城市精明增长的程度，对于指导城市发展规划、政策制定和资源调配具有重要的意义。
基于层次分析法的城市精明增长程度评价模型已经在国内外许多城市的发展规划和政策制定中得到了广泛的应用。
1. 城市规划和发展：利用该评价模型，可以对城市的精明增长程度进行量化评价，发现和分析城市发展中的短板和问题，为城市规划和发展提供科学依据和支持。
基于Landsat数据的城市热岛效应分析
基于Landsat数据的城市热岛效应分析郑州市、大连市为研究区域，以2002年LANDSAT 5及2013年LANDSAT 8遥感图像为数据源，通过辐射传输方程法和单窗算法进行温度反演，对比分析了同一城市不同时相、同一时相不同城市的热岛效应空间分布情况，分析了城市热岛效应与植被指数、水体指数的关系，以期对城市规划与建设提供参考。
标签：陆地卫星温度反演热岛效应1引言城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象，在近地面温度图上，郊区温度变化小，而城区温度高，就象突出海面的岛屿，所以就被形象地称为城市热岛[1]。
城市热岛效应的一个重要因素就是城市化进程的加快。
工业生产，人口聚集，土地利用类型变化等都是城市热岛效应的重要影响因素[2]。
遥感技术为城市热岛效应研究提供了快捷途径，不少学者借助遥感手段对城市热岛效应影响因素做了定性和定量分析，为了进一步研究植被指数、水体指数和土地利用类型对城市热岛效应的影响，本文选取东、中部两个不同气候类型的大城市作为研究区，分析了植被指数、水体指数与城市热岛效应的关系。
2研究方法2.1研究区选取及数据预处理为了避免结果的偶然性，客观分析植被指数和土地利用类型与城市热岛效应之间的关系，本文选取2002年6月6日郑州市、2002年9月22日大连市LANDSAT 5遥感数据及2013年8月7日郑州市、2013年8月11日大连市LANDSAT 8遥感数据作为数据源。
对获取到的影像进行数据处理，包括辐射校正、波段合成、裁剪等，其中，根据实际需要，对郑州市按绕城线进行裁剪，对大连市按行政区划进行裁剪。
2.2亮温反演亮温是传感器在卫星高度所观测到的热辐射强度相对应的温度，地表温度是根据亮度温度求算的，因此亮度温度的反演是反演地表真实温度的重要基础，选用LANDSAT 5第6波段和LANDSAT 8第11波段两个热红外波段做亮温反演。
（1）计算热辐射强度：根据热辐射传输方程式计算热辐射强度[3]Lλ=Gain·QDN+OffsetGain=（Lmax-Lmin）/QmaxOffset=Lmin其中：Lλ为传感器所接收到的热辐射强度（mW·cm-2·sr-1·um），Gain和Offset 为热红外波段的增益值与偏置值，QDN为热红外波段像元灰度值，Qmax为最大灰度值，Lmax和Lmin为传感器接收到的最大最小辐射强度值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于层次分析法的城市热岛效应分析模型
作者：刘晓霞李晨（等）
来源：《合作经济与科技》2014年第02期
[提要] 城市热岛效应的效果受到很多因素的影响，但影响效果各有不同。
本文运用层次分析法建立数学模型，分析人口密度、辐射吸收、城市绿化程度以及空气湿度对城市热岛效应的影响是较大的，对热岛效应的贡献值超过60%。
关键词：热岛效应；层次分析法
中图分类号：F29 文献标识码：A
收录日期：2013年10月21日
由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率，使得城市地区储存较多的热量，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。
热岛效应是伴随着城市化而产生的，在城市中人口密度、建筑厂房以及工业化程度都产生了相对较高的热量；而且城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的二氧化碳、粉尘等污染物，造成温室效应，进而加剧热岛效应的产生。
本文运用层次分析法（AHP）建立数学模型，分析不同因素对城市热岛效应影响的大小，以便于更好地找出应对热岛效应的方法。
一、建立层次结构模型
影响热岛效应的有：城市的人口密度、生活及工业排放的污染物、城市的绿化程度、空气湿度、日照强度以及建筑物地面的辐射吸收等等。
将这些因素分组，得到层次分析法中的目标层（O层）、准则层（A层）以及方案层（B层）。
（图1）
二、构造成对比较矩阵
针对准则层A所支配的因素对目标影响的大小，即综合考虑各项因子对城市的热岛效应的贡献量、对接收到的热量的改变量等的影响力大小，确定因素对目标的重要性。
构造成比矩阵P：
P=（p■）■ p■>0，p■=■ （1）
重要性按照1～9尺度进行赋值，1表示第i个因素与第j个因素的影响相同，随着数值的增大，第i个因素比第j个因素的影响逐渐加强。
分别确定准则层A1，A2，…，A5对目标层O的重要性，及B1，B2，…，B12对准则层A1，A2，…，A5的重要性，得成对比较矩阵：
A= 1 1/4 1/5 1/3 3 4 1 3 1/4 4 5 1/3 1 1/3 3 3 5 3 1 1/31/3 1/4 1/3 3 1
B1=1 3 21/3 1 1/21/2 2 1
B2= 1 51/5 1
B3=1 1/7 1/37 1 63 1/6 1
B4= 1 81/8 1
B5= 1 1/55 1
三、层次单排序并进行一致性检验
层次单排序：确定下层各因素对上层某因素影响程度的过程，权值表示影响程度。
如，在污染程度中，工业排放、生活排放、尾气排放等因素的影响程度要按照权值进行排序，权值大的表示影响程度大。
由于成对比较矩阵是由实验者自己给出的，而人为判断不可避免的带有主观性，构造出成对比较阵P可靠程度值得怀疑，极有可能会导致决策的失误。
所以，需要对判断矩阵的一致性进行检验，确定每一判断矩阵是否可被接受。
一致性检验：对每个成对比较矩阵计算最大特征值及其对应的特征向量，利用一致性指标、随机一致性指标和一致性比率做一致性检验。
若检验通过，特征向量（归一化后）即为权向量；若不通过，需要重新构造成对比较矩阵。
具体执行步骤：
（1）利用MATLAB软件对成对比较矩阵P的最大特征值？姿max进行求解，同时求出该特征值对应的归一化特征向量w={w1，w2，…，wn}。
（2）计算一致性指标C.I.（Consistent Index）：
C.I.=■（2）
查找萨蒂提出的平均随机一致性指标R.I.（Random Index）。
（表1）
（3）计算一致性比率R.I.（Consistent Radio）：
C.R.=■（3）
（4）当一致性比率C.I.
四、层次总排序及一致性检验
层次总排序：确定某层所有因素对于总目标相对重要性的排序权值过程，从最高层到最低层逐层进行，即计算最下层（B层）对最上层（O层）总排序的权向量。
A层5个因素A1，A2，…，A5对目标层O的排序为：a1，a2，…，a5，B层12个因素对上层A中因素为Aj的层次单排序为b1j，b2j，…，b12j，则B层的总排序权重分别计算：b1，b2，…，b12，其中：
b■=■a■b■
（i=1，2， (12)
在本模型中，运用yaahp层次分析法软件所得结果如表2～7所示。
（表2～7）
以上结果中，判断矩阵一致性比例均小于0.1，故均通过一致性检验，矩阵满足良好的一致性，模型构建成功。
于是，根据yaahp软件得到了各因子对热岛增温效应的影响权重结果如表8所示。
（表8）
结果分析，如图2所示。
（图2）
由图2可知，人口密度对城市热岛效应的贡献率最大，为24%；其次是辐射吸收，为16%以及绿化程度和空气湿度，分别为13%和11%。
其余各项的贡献都在10%以下。
五、结论
从结果上看，城市热岛效应的效果受到很多因素的影响，但是影响效果各有不同。
从我们建立的此模型来看，人口密度、辐射吸收、城市绿化程度以及空气湿度对城市热岛效应的影响是较大的，对热岛效应的贡献值超过60%。
为我们进一步研究热岛效应有指导性作用。
主要参考文献：
[1]陈玉荣.城市下垫面特性与城市热导关系研究[D].北京：北京建筑工程学院，2008.
[2]李魁鹏，陈民轩，许文涵.都市热岛效应改善工程——屋顶植生袋绿化之测量.第十届海峡两岸冷冻空调学术暨技术交流会.台北：台北科技大学，2011.。