3D 数字城市模型分析阻挡阳光的影响

当晚春的太阳在闷热的城市道路上暴晒时，我们的第一反应是逃到一个由建筑物或树木保护的模糊地点。

另一项调查很快就可以精确地计算出这些隐蔽区域在多大程度上有助于降低气温和减轻“大都市温暖岛”的影响。

专家们制作了一个不可预测的哥伦布部分地区的三维计算机模型，并计算出了在一个夏天的一个小时内，空间结构和树木的阴影对岸上表面温度的影响。

“我们可以利用我们的模型中的数据来形成当地绿化和植树的规则，甚至在哪里可以找到在不同的结构和街道上隐藏的结构，”俄亥俄州立大学的调查和教师荣誉的共同创造者Jean Michel Guldmann说。

“这可能会有效地影响道路和社区的温度。”

例如，专家们在哥伦布的一个地区进行的一项娱乐活动，在一天的最高温度为93.33华氏度的时候发现，如果这个地区的年轻树木完全发育成熟，并且种植了20棵完全发育成熟的树木，那么温度可能会低4.87摄氏度。

格尔德曼率领对玉津公园的调查，完成了在俄亥俄州的博士研究生工作，目前是韩国中昂大学的城市和地方编排的协理教师，俄亥俄州的地形教育家德胜柳。

分析人士很久以前就考虑过大都会温暖岛的影响，那里的建筑和街道吸收的阳光比乡村场景更多，传递阳光，城市社区的温度不断上升。

一项正在进行的调查发现，在美国60个城市地区，大都会夏季气温比乡村地区高2.4华氏度，哥伦布是拥有最特殊夏季大都会温暖岛屿的10个主要城市地区之一。

在这项新的调查中，古德曼和他的伙伴们选择了哥伦布北部一个面积近14平方英里的地方，这个地方的土地利用范围很广，包括独栋住宅、公寓大楼、商业大厦、机械区、体育公园和普通区。在检查区域有超过25000个建筑物。

科学家们利用哥伦布的二维土地覆盖指南制作了一个检查区域的三维模型，就像哥伦布市从飞机上收集的激光雷达信息一样。激光雷达是一种识别物品状态的激光传感器。结合这些信息产生了一个三维模型的外观，即结构和树木的特定高度和宽度。

然后，他们进行了PC编程，在2015年9月14日上午11点到下午早些时候的一个小时内，确定了检查区域内每一个建筑物和树木投射的阴影。

此外，专家们还掌握了调查地区类似日期和时间的陆地表面温度信息。这一信息来自美国宇航局（NASA）的一颗卫星，该卫星利用热红外传感器测量地面温度，目标为30×30米（约98×98英尺）。这导致了调查区域39715个焦点的表面温度。

有了这些信息，科学家们指导了一项可测量的调查，以确定建筑物和树木所投下的阴影对9月份那天的地表温度意味着什么。

结果表明，结构的形成确实提高了附近的温度，但其投射的阴影对温度有很大的冷却影响，特别是对隐藏相邻结构屋顶的可能性。

事实模型可以明确地确定这些正面和负面影响。例如，结构空间膨胀1%会导致表面温度大致在2.6%和3%之间增加。

然而，在一个隐蔽的屋顶空间内膨胀1%会导致温度在0.13%和0.31%的范围内降低。

此外，街道和停车场的荫凉也大大降低了气温。

Guldmann说：“我们发现，通过扩大建筑物屋顶和街道的阴影，可以获得更显著的降温效果。”。

结果还显示了绿地和水对降低温度的重要性。绿色区域，无论是隐蔽的还是裸露的，都显示出巨大的降温效果。尽管如此，隐蔽草的效果比协调日光的草更为扎根。

此外，树荫的体积和水体的空间也产生了巨大的降温影响。

在哥伦布地区的再活化实验中，科学家们确定，如果那里现在的树木完全发育好，那么一天93.33华氏度的温度将降低3.48摄氏度（89.85摄氏度）。

然而，这还不是全部。繁殖结果表明，如果该地区有20棵完全成熟的树木，气温将再低1.39度。

古德曼说：“我们很久以前就意识到，树木和建筑物的荫凉可以给人降温。

“在任何情况下，目前我们都可以更准确地通过明确的例子来衡量这种影响将是什么，这可以帮助我们确定更好的规划决策和绿化系统，以减轻大都市温情岛的影响。”