城市热岛效应时空演变模式挖掘方法对比: 以武汉都市发展区为例

摘要： 全球气候变化背景下,城市热岛效应给居民健康及生活品质带来严峻威胁。城市内部热岛效应时空演变模式挖掘,是识别多元化和差异性建设模式对热环境影响、检验规划调控实施效果的关键基础。然而,热岛效应时空变化在人居环境与气候系统交互作用下呈现出高度动态性和不确定性特征,给规划精准评估带来巨大挑战。尽管近年来涌现了对时间或空间变化复杂性进行先后压缩、以提炼典型时空特征服务规划实践需求的两类方法(包括先提取时间变化趋势、再基于时间变化趋势的相似性进行空间分区的“时间-空间”法,以及先基于时间变化轨迹相似性进行空间分区、再提取时序趋势的“空间-时间”法),但目前学界对其核心思路、实施路径及适用场景仍缺乏系统讨论。对此,本研究基于武汉市2000—2024年11期Landsat地表温度数据,对比了上述两类方法的解析能力和规划适用性。结果表明:“时间-空间”法依托独立像元趋势检验,识别出10类空间,可归纳为持续增温、显著改善与均衡稳定3大类型。其中,持续增温区占比21.9%,显著改善区占比0.1%。该方法对局部非平稳突变敏感,适用于详细规划和城市更新等精细评估。“空间-时间”法基于时序聚类优先识别均质空间单元,得到13类空间,可归纳为持续增温、稳定高温与稳定低温3大类型。其中,持续增温区占比26.6%。该方法擅长捕捉整体连续空间格局,更适用于面向总体规划空间格局优化需求的城市层面整体评估。整体上,两类方法揭示武汉都市发展区热岛效应时空演变呈现“整体增强、核心转移”的共性,但不同方法对时间和空间复杂性处理逻辑与方式的区别仍导致了评估结果的显著差异,未来亟需进一步的方法创新。