[發明專利]一種高層建筑遮蔭影響綠地光合固碳能力的評價方法

有效

• 申請號: 201710484850.7
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107203679B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 郭振;豐愛平;王晶;張炫釗
• 申請（專利權）人: 自然資源部第一海洋研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 37256 青島清泰聯信知識產權代理有限公司
• 代理人: 高洋

本發明涉及高層建筑遮蔭影響綠地光合固碳能力的評價方法，包括：建立研究區域的數字表面模型；計算總直接輻射量、總散射輻射量和總輻射量；在特定時間和位置，利用光譜儀測定光譜及輻射強度，校正模型模擬數據，將太陽輻射換算為380～710nm波長范圍的植物光合有效輻射；測定植被的光響應曲線和葉面積指數；計算一定時間內建筑物遮蔭影響下的固碳能力降低水平。本方法將基于三維空間的太陽輻射分析與植物生理生態參數的測定相結合，系統分析空間配置不均、形態各異的建筑物群在城市三維環境中對地面太陽輻射改變，并評估其對周邊綠化植物固碳過程的影響水平，為高效合理利用城市光能資源以及面向生態服務功能提升的城市綠地規劃與設計提供相關的基礎方法支持。

技術領域

本發明涉及一種評價方法，具體的說是一種高層建筑遮蔭影響綠地光合固碳能力的評價方法。

背景技術

隨著城市化進程的加快，城市中建筑物的平均高度呈現出持續增長的趨勢，高層建筑的體量不斷擴大。相比于低矮建筑，建造相同使用面積的高層建筑可大幅減少對土地空間的占用，同時還具有市政建設投資少和建筑工期短的優勢，有著明顯的社會經濟效益。

但近年來城市區域內日益增多的高層建筑開始顯現出集群連片的特點，其重塑了城市天際線并導致了近地表微氣候的變化，對城市內部的生態環境產生了一系列的影響。特別是從城市光環境的角度而言，由于建筑群的存在，縮短了日間周圍地面的日照時數，減弱了光照強度并改變了光質，形成了與自然光環境差異顯著的人工遮蔭環境。

研究表明，建筑遮蔭使得進入城市近地面的短波輻射降至空地日照水平的21％-95％，光強可降至10-15μm^-2s^-1之間，僅為全光照光強的1.5％。這些城市日間光環境的改變削弱了植物光合固碳作用的進行，也直接影響了植物的開花結實等生長發育過程，給城市綠地的生態服務功能提升以及城市綠化管理帶來很大難度。

而目前，鮮有一種建筑遮蔭影響綠地光合固碳能力的評價方法，因此，對于城市光能資源的利用和城市綠地規劃與設計產生了一定的限制。

發明內容

根據上述不足之處，本發明的目的在于：提供一種建筑遮蔭影響綠地光合固碳能力的評價方法，通過此方法，可為高效合理利用城市光能資源以及面向生態服務功能提升的城市綠地規劃與設計提供相關的基礎方法支持。

為實現上述目的，本發明的技術方案在于：一種高層建筑遮蔭影響綠地光合固碳能力的評價方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1，建立研究區域的數字表面模型，獲取所述研究區域的地面起伏信息和所述研究區域的地表物體的位置及所述地表物體的面積；

步驟2，按照以下公式計算所述研究區域的總直接輻射量∑Dir_θ,α，

Dir_θ,α＝S_const×β^m(θ)×SunDur_θ,α×SunGap_θ,α×cos(AngIn_θ,α) 公式(1)

式中，S_const為太陽通量常數1367W/m²；β為最短路徑的全波段平均大氣層透射率；θ為質心對應的天頂角；α為質心對應的方位角；SunDur_θ,α為以天空扇區表示的持續時間，單位s；SunGap_θ,α為太陽圖扇區的孔隙度；AngIn_θ,α為天空扇區的質心與截面軸線之間的入射角；m(θ)為相對光學路徑長度，其計算公式如下：

m(θ)＝EXP(-0.000118×Elev-1.638×10^-9×Elev²)/cos(θ) 公式(2)

式中，Elev為絕對高程；