В условиях быстрой урбанизации и изменения климата явление городских островов тепла стало критической проблемой, влияющей на окружающую среду и здоровье населения. Понимание и моделирование городских островов тепла с использованием географической информационной системы (ГИС) приобрело важное значение в области геодезической инженерии.
Концепция городского острова тепла
Городской остров тепла (UHI) — это явление, при котором в городских районах температура значительно выше, чем в сельской местности. Такие факторы, как рост урбанизации, деятельность человека и искусственная среда, способствуют созданию и усилению эффекта UHI.
UHI может иметь пагубные последствия для здоровья населения, потребления энергии и экологических систем. Таким образом, моделирование и анализ UHI с использованием ГИС играет решающую роль в смягчении его воздействия и развитии устойчивой городской среды.
Географическая информационная система (ГИС) в моделировании UHI
ГИС — мощный инструмент для сбора, хранения, анализа и представления пространственных и географических данных. Применительно к моделированию UHI ГИС позволяет интегрировать различные уровни данных, такие как землепользование, растительный покров, плотность застройки и материалы поверхности, которые необходимы для понимания сложных взаимодействий, ведущих к формированию UHI.
С помощью ГИС исследователи и инженеры-геодезисты могут создавать сложные модели для моделирования моделей UHI, анализа распределения тепла и оценки эффективности стратегий городского планирования в смягчении последствий UHI. Сочетание ГИС с данными дистанционного зондирования еще больше повышает точность и полноту моделирования UHI.
Совместимость с геодезической инженерией
Инженерно-геодезические работы играют жизненно важную роль в предоставлении точных пространственных данных, необходимых для моделирования UHI. Использование передовых методов съемки, таких как LiDAR (обнаружение света и определение дальности) и GPS (система глобального позиционирования), способствует сбору точных данных о высоте, земном покрове и температуре поверхности, которые являются важными исходными данными для анализа UHI в ГИС.
Кроме того, инженеры-геодезисты используют принципы географической информатики для создания пространственных баз данных и выполнения геопространственного анализа, что идеально соответствует требованиям UHI-моделирования и анализа с использованием ГИС.
Преимущества моделирования UHI с использованием ГИС
Включение ГИС в моделирование UHI дает несколько преимуществ:
- Точный пространственный анализ: ГИС облегчает интеграцию и анализ различных слоев пространственных данных, обеспечивая точную идентификацию и картографирование горячих точек и тенденций UHI.
- Поддержка городского планирования: модели UHI, разработанные с помощью ГИС, предоставляют ценную информацию для городских планировщиков для реализации стратегий устойчивого развития, таких как увеличение зеленых насаждений и оптимизация проектов зданий для уменьшения воздействия UHI.
- Оценка воздействия на здоровье и окружающую среду. С помощью моделирования UHI на основе ГИС можно оценить потенциальные риски для здоровья и воздействие UHI на окружающую среду, что приведет к принятию обоснованных решений в области общественного здравоохранения и охраны окружающей среды.
- Формулирование политики: Результаты моделирования UHI с использованием ГИС способствуют формулированию научно обоснованной политики городского развития и мер по смягчению последствий жары.
Вызовы и будущие направления
Несмотря на достижения в моделировании UHI с помощью ГИС, сохраняется ряд проблем, включая интеграцию данных о микроклимате, калибровку имитационных моделей и экстраполяцию результатов на будущие городские сценарии. Будущие исследования в этой области направлены на решение этих проблем за счет использования передовой аналитики данных, машинного обучения и пространственных данных высокого разрешения для более точного и динамичного моделирования UHI.
Заключение
Моделирование городского острова тепла с использованием ГИС — это многогранная область, которая переплетает географическую информационную систему (ГИС) и геодезическую инженерию для решения насущных проблем урбанизации и изменения климата. Используя возможности ГИС, исследователи и инженеры-геодезисты могут получить бесценную информацию о динамике UHI, что приведет к обоснованному городскому планированию, устойчивому развитию и активным стратегиям смягчения последствий жары.