Page 21 - 《华中农业大学学报》2026年第1期

第 1 期 刘亚南 等：公园夏季降温服务供给的城乡差异：基于热舒适和地表温度的双重视角 15
)
0.0003342 × Q cal + 0.1 - L up - τ ×(1 - ε × L down 视为公园冷源贡献域，即降温范围。
L T =
τ × ε
步骤4，降温指标计算。
（3）
1）降温强度。用汇水区的边界“按掩膜提取”坡
式（1）~（3）中，t LD 为地表温度，T B 为亮度温度；
度得到的每个公园降温范围内的坡度，再统计得到
L T 、L up 和 L down 分别为离开地表的辐射率、上涌辐射
每个公园降温范围内的平均降温强度。
率和下沉大气辐射率；Q cal 为量化校准的像素值，ε 和
2）降温距离。将公园边界和汇水区边界提取为
τ分别是地表发射率和大气透射率。
闭合线，利用“近邻分析”计算公园边界到汇水区边
1.4 归一化差异水汽指数计算
界的最短距离，并统计平均和最大降温距离。
归一化差异水汽指数（NDMI，公式中为 I NDM ）通
常用于反映区域湿润状态 ［22］ ，其计算公式为： 3）降温服务人口。先用汇水区的边界“按掩膜
提取”人口数据，再统计得到每个公园降温范围内的
R NIR - R SWIR
I NDM = （4）
总人口数量。
R NIR + R SWIR
式（4）中，R NIR 与R SWIR 分别为近红外与短波红外 4）等效降温人口。表征单位降温空间内，降温
波段的地表反射率（Landsat-8 对应 B5/B6）。I NDM 取 强度与降温服务人口的综合作用效应，计算公式
值范围为［−1，1］，值越接近 1 表示越湿润，越接近 如下：
−1表示越干燥。
∆X park × N park
N ECP = （6）
1.5 改进温湿指数计算 R park
［7］
本研究采用 Feng 等 提出的基于遥感的改进 式（6）中，N ECP 即公园的等效降温人口， ∆X park 是
温湿指数（MTHI，公式中为 I MTH ）计算上海的热舒适 公园的平均降温强度，R park 为公园的降温范围，N park
性的空间变化。该指数是基于观测温度和湿度的城 是公园降温服务人口数（位于降温范围内的实际人
市热舒适度指数改进而来 ［7，23］ ，应用于精细尺度的热 口），评价指标X∈｛t LD ，I MTH ｝。
舒适计算。I MTH 的计算公式如下： 1.7 相关性分析

I MTH = T rs - 0.55 ×(1 - R Hrs )×(T rs - 14.5) （5）
在 SPSS Statistics 27 中使用皮尔逊相关性分析
式（5）中，T rs 和 R Hrs 分别表示由遥感获取的地表
计算公园降温指标（即降温强度、降温范围、平均降
温度与归一化差异水汽指数 ［23-24］ 。
温距离和最大降温距离）与公园的景观形状指数
1.6 降温效应计算
（LSI）、面积和内部土地利用的相关性，检验各降温
基于 D8 算法量化公园降温效应。D8 算法是一
指标是否与景观形状指数、公园面积和土地利用类
种单流向水文分析方法，通常用于数字高程模型
型存在显著性关系。
（digital elevation model，DEM）下的水流方向与汇流
计算。在城市热环境中，夜间冷空气和土壤水分沿 2 结果与分析
坡向或汇流线运动形成冷空气通道或高湿区，增强
2.1 MTHI和LST的空间特征差异
蒸散作用，从而带走热量形成降温区域 ［25］ 。因此，可
从空间分布来看，上海市的 MTHI 与 LST 整体
将 D8 算法用于提取公园降温范围和降温源区，类似
呈现相似的城乡梯度特征（图 2），但 MTHI的分布更
于汇水区计算的方法 ［25-26］ 。本研究用 LST 与 MTHI
为均匀。全市平均MTHI为（37.66±1.62） ℃，标准差
代替 DEM，在 ArcGIS 10.8 中实现 D8 汇水区计算。
较小，显示出城乡梯度波动较弱。各分区均值排序
主要步骤如下：
为 ：中 心 城 区［（38.25±1.23） ℃］> 近 郊 地 区
步骤 1，填洼处理。使用“填洼”命令消除局部洼
地，确保 D8 单流向假设下数据连续，避免径流路径 ［（38.12±1.48）］ ℃>核心城区［（38.08±1.08） ℃］>
断裂。 远郊地区［（37.28±1.66） ℃］，其中仅远郊地区低于全
步骤 2，流向与坡度计算。通过“流向”和“坡度” 市平均水平。相比之下，全市平均 LST 为（36.51±
命令，确定每个像元沿 8 邻域中最陡下坡方向的流 3.60） ℃，空间异质性更明显，各分区均值依次为：中
向，形成有向栅格网络。 心 城 区［（38.16±2.66） ℃］> 核 心 城 区［（38.14±
步骤 3，汇水区提取。使用“汇水区”命令，根据 2.46） ℃］>近郊地区［（37.53±3.32） ℃］>远郊地区
流向反向追踪生成以公园为汇口的汇水区多边形， ［（35.61±3.64） ℃］，除远郊外，其余区域均高于全市