基于GIS的城市通风性能研究——以广州越秀区为例

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城市环境问题日趋严重,特别是城市热环境问题,而城市通风对改善城市热环境,提高空气质量、建设宜居城市有着非常重要的影响。另一方面,GIS技术以其强大的空间分析能力活跃在许多研究应用领域。本文旨在尝试利用GIS技术对城市通风性能进行定量分析评估,进而为改善城市通风提供参考和建议。   文章归纳分析了关于影响城市通风的7个因素,即建筑布局、绿地、水体、地形、建筑密度、建筑迎风面积指数、路网体系,有利于进一步完善城市通风评价体系,并根据越秀区的实际情况,确定并着重研究了影响城市通风的3个因素:建筑迎风面积指数、建筑密度、路网体系(路网方位、路网几何形态及街道高宽比)。在结合城市规划及建筑学等领域的关于城市通风效果评价指标的基础上,再通过ArcGIS软件分析计算越秀区250m×250m格网单位下的建筑迎风面积指数与建筑密度,越秀区路网体系对通风的影响。在此基础上结合越秀区水系、道路网等要素对通风综合性能进行了分析评价。   其主要研究结果:①分析计算得出《越秀区建筑迎风面积指数图》、《越秀区建筑迎风面积指数综合分析图》,给出越秀区建筑迎风面积指数5个等级,其建筑迎风面积指数大部分大于1.0,表明整体通风效果不良。②分析计算得出《越秀区建筑密度图》、《越秀区建筑密度综合分析图》,给出越秀区建筑密度的5个等级,其中西南角建筑密度较大,基本在0.35以上,以大于0.50居多,明显不利于通风,四周边界的建筑密度比较低,基本都小于0.35,有利于四周的风,特别是江风进入城区内部。③分析计算路网通风道对越秀区整体通风的影响,划分了越秀区路网方位通风分区A、B、C,三区从盛行风向上考虑都不利于城市通风,同时,路网呈自由式类型,在主导风向下通风不强烈。在《越秀区城市主干道高宽比图》显示越秀区大部分城市主干道的高宽比值在0.2-1.0之间,表明其主干道通风效果较好,而中山二路的高宽比达到了1.0以上,其通风明显受阻。④根据以上①②③的分析成果确定越秀区最优通风路径以及越秀区通风廊道,得到《越秀区最优通风路径图》、《越秀区通风廊道图》,给出越秀区a、b、c3条通风路径以及越秀区4条通风廊道,并结合水系等其他影响通风的因素,叠加得出《越秀区城市通风性能专题地图》,显示了越秀区通风效果的空间分布。   本文在对建筑物迎风面积指数计算上未考虑城市盛行风向,主要鉴于:一是城市内部通风是极其复杂的,风速、风向也在发生变化,二是作为城区这样大范围的通风性能评价,不考虑风向更具有可行性。遗憾的是本文对越秀区的整体通风现在只能做大体评价,当然本文的研究成果可以为越秀区改善通风提供参考与建议。城市通风还需要更加完善的城市通风评价体系,特别是定量分析评价方法,城市通风性能专题地图还需要更多合理的定量分析因素与指标,在这些基础上结合GIS技术开发城市通风应用系统具有很大的现实意义与前景。
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