快速城市化进程使城市人口规模不断扩大，建设用地面积不断扩张。然而土地资源有限，认识和构建紧凑型城市形态并探究其环境影响效应，对城市可持续发展具有重要意义。目前城市二维紧凑形态的热环境效应已得到广泛研究，但鲜有研究探索能够反映城市真实状态的三维紧凑形态对热环境的影响。本研究利用2017-2018年厦门市Landsat-8热红外波段影像数据，采用单窗算法反演了厦门市中心城区的地表温度。在此基础上通过已构建的城市三维紧凑性指数（VCI），结合相关分析、回归分析以及地理探测器模型，综合探索了厦门小区尺度二维、三维紧凑形态对热环境的驱动机制。研究发现从三维紧凑的角度能够更好的挖掘城市形态对热环境的驱动效应；城市建筑的三维结构和空间格局对城市风环境的影响以及对太阳辐射的捕获（trapping）和遮蔽（shadowing）效应是城市三维紧凑形态对热环境的主要驱动机制，并对比多种形态类型的小区进一步探究了三维紧凑对热环境的驱动过程。此外该研究也探索了不同季节下城市三维紧凑形态对热环境的异质性影响，以及不同三维紧凑程度对热环境的影响差异。当城市小区尺度的三维紧凑性指数由0.016升至0.323时，地表温度将增加1.35℃，这意味着过于立体紧凑的城市形态将会加剧城市热环境效应。

　　该研究一并详细总结了当前研究存在的挑战及未来研究趋势，相关评价将有助于城市形态优化，为城市人居环境的健康和可持续发展提供一定的策略支持。研究成果以The Challenge of the Urban Compact Form: Three-Dimensional Index Construction and Urban Land Surface Temperature Impacts为题，发表在国际期刊Remote Sensing。博士生严寒为第一作者，研究员叶红为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（41771570, 41771573，41871167）以及中科院国际合作项目（132C35KYSB 2020007）的资助。

论文链接

城市三维紧凑形态对城市热环境的驱动机制探究工作流程图