基于多尺度地理加权回归的广州主城区街区形态与热岛强度关系研究

陈卓伟，邓昭华

（华南理工大学建筑学院）

1 引言

城市化进程使不透水下垫面比例上升，增加了人为热，加重了城市热岛效应（Urban Heat Island，UHI），从而导致了夏季城市制冷能耗上升、居民因极端高温死亡人数增加、户外热舒适性降低等一系列问题[1]。已有研究表明街区形态可显著影响街区热环境[2]，因此，开展街区形态与热岛强度（Urban Heat Island Intensity，UHII）关系的研究工作具有重要意义，可为以缓解热岛效应为导向的相关规划提供街区形态优化的理论建议。

随着遥感技术的发展，利用热红外影像可大范围且同步观测感兴趣区域的地表温度（Land Surface Temperature，LST），地表热岛逐渐成为当前热岛相关研究的主体[3]。在此背景下，众多学者采用全局回归模型，如最小二乘（Ordinary Least Squares，OLS）回归[4]与地理加权回归（Geographically Weighted Regression，GWR)模型[5]讨论城市形态与热岛强度UHII的关系，然而由于LST与城市形态指标存在空间非平稳性，在地理分布上具有空间异质性，二者在空间分布中的细节信息无法通过全局回归反映[6]。虽然GWR可有效解决空间平稳性的问题，将空间分布信息加入回归参数中，但也存在最佳带宽适用于所有因变量的主要局限，即假定所有指标均以相同的空间尺度影响UHII[7]。新兴的多尺度地理加权回归(Multi-scale Geographically Weighted Regression，MGWR)可克服上述局限性[8]，刘敬等学者以北京五环内为研究区域，应用OLS、GWR、MGWR三个模型分析城市形态与日夜UHII的关系，得出各形态指标对热岛效应的影响存在明显尺度差异，无论日间还是夜间，MGWR模型性能均最优的结论[9]。因此，采用多尺度地理加权回归（MGWR）有助于理清街区形态指标与热岛强度在不同地理位置的关系，同时，还可分析不同形态指标对热岛效应影响的尺度差异。……