《Sustainable Cities and Society》：Analysing blue-green infrastructure in cool urban layouts of Hong Kong: a public open space-centered approach
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高密度城市中基于30米分辨率Landsat 8影像的POS-centric布局与植被覆盖率对地表温度的协同影响研究，提出58%植被覆盖率阈值及多维度城市设计策略。
安瓦尔·穆哈梅德贾诺夫（Anvar Mukhamedjanov）、唐博欣（Bo-Sin Tang）、李卫峰（Weifeng Li）
香港大学建筑学院，城市规划与设计系
摘要
蓝绿基础设施（Blue-Green Infrastructure, BGI）是一种基于自然的解决方案，用于缓解城市热岛效应，但其有效规划依赖于准确的热数据和土地利用数据。以往的研究依赖于分辨率较低的技术，这些技术忽略了高密度城市中BGI与建筑形态之间的细微关系，从而影响了所形成城市环境的准确性和热韧性。为了解决这一问题，我们使用了分辨率更高的（30米）Landsat 8卫星图像来分析以公共开放空间（Public Open Space, POS）为中心的城市布局中土地覆盖与地表温度（Land Surface Temperature, LST）之间的关系，以香港的高密度城区作为案例研究。我们的研究结果提出了一种新的高密度城市布局模型，并发现所需的植被覆盖率远高于早期低分辨率研究的结果，表明现有文献中对这一需求的评估存在显著低估。进一步研究表明，仅依靠BGI本身不足以降低潮湿亚热带城市的温度，需要在城市设计上进行战略性调整，将BGI与优化风能的布局、注重遮阳的建筑几何形态相结合，以解决被忽视的微气候差异问题。本研究通过识别具有丰富BGI的冷却型城市布局，为土地利用政策提供了基于证据的框架，并探讨了这些布局如何将全球气候分类从通用类型转变为特定情境下的城市形态。
引言
蓝绿基础设施（BGI）是一种基于自然的解决方案，用于缓解城市热岛效应（Urban Heat Island, UHI）并提高城市的热舒适度（李明 & 刘阳，2025；杨等，2025）。然而，在像香港这样的高密度、复杂的城市环境中，准确量化BGI对城市热环境的影响仍然是一个挑战（王超等，2024；张等，2023）。这一挑战主要受到两个因素的加剧：首先，由于城市政策对自然土地资源的严格限制，导致了混合用途的开发模式，进而产生了复杂的微气候问题（赖等，2021；任等，2021），而这些在“同质化、标准化”的低密度研究环境中未能得到充分反映（戈巴蒂等，2023；库马尔等，2024；斯特恩等，2025）。其次，现有的方法论方法，包括香港的100米分辨率城市气候地图（HKPD，2005）和其他同质化网格分类框架（例如，局部气候区），其操作尺度掩盖了BGI与混合用途城市形态之间的细微空间关系（王明等，2025）。因此，这些方法缺乏识别冷却型城市布局中BGI和建筑形态独特组合的细节能力。关注以公共开放空间（POS）为中心的城市布局——将POS视为重要的城市降温枢纽（李明 & 刘阳，2025）和社会生活的核心场所——提供了一种“破解难题”的方法，揭示了城市热环境的复杂性。
本研究假设，采用高分辨率（30米）且以POS为中心的分析方法能够揭示BGI和建筑布局的精确模式，这些模式在低分辨率、基于类别的地图中被掩盖了。城市区域表现出复杂的热模式，但当前的研究往往依赖于稀疏的气象站数据或粗粒度（≥100米）的网格分类方法，这些方法忽略了同类内的热差异，并受到“边缘效应”的影响，导致热数据和土地覆盖数据的失真（刘宏 & 冯伟，2014；马哈鲁夫等，2020）。此外，大量文献侧重于BGI在整个城市的评估（李明 & 刘阳，2025；刘洋等，2024）或其在低密度城市环境中的表现（戈巴蒂等，2023；库马尔等，2024），而这些研究忽略了混合用途开发中的微气候差异性，其中建筑密度和布局决定了太阳辐射的获取和风流动，这些因素对微气候的影响与BGI本身相当（马奎兹-托雷斯等，2025）。这种忽视可能导致对BGI在城市复杂混合布局中热效应的评估失真。因此，这限制了对BGI在以“不可持续紧凑性”为特征的高密度城市环境中贡献的精确评估（索尔塔尼等，2025），而在这些环境中缓解UHI效应尤为重要（阿科斯塔-费尔南德斯等，2025）。为了克服这些限制，本研究利用Landsat 8卫星提供的LST数据作为空间上全面的指标，来量化不同城市形态下的温度变化（李宏等，2025；周等，2017）。
所提出的以POS为中心的框架旨在捕捉BGI与建筑环境之间的热相互作用，从而纠正同质化网格分类的简化做法。主要目标是利用30米分辨率的LST分析来量化BGI在冷却型城市布局中的贡献，并识别其与建筑几何形态结合的特征模式。本研究探讨了两个关键问题：（1）在以POS为中心的城市布局中，50米、100米和400米缓冲区内不透水/透水表面的比例以及建筑布局如何影响白天的地表温度（LST）变化？（2）在30米分辨率下，香港冷却型城市布局中BGI与建筑布局的有效整合模式是什么？
通过将分析置于高密度城市背景下，本研究提供了三个关键贡献：（1）关于复杂密集城市环境中BGI与LST关系的实证证据；（2）一个可扩展的、以POS为中心的分析框架，增强了全球热同质化网格分类方法的可靠性，并为BGI在高密度城市环境中的创新整合提供了证据基础；（3）对较粗粒度100米数据集的批判，倡导使用30米分辨率进行基于证据的凉爽城市规划。论文内容包括文献综述、方法论、结果、讨论和结论。
文献综述
蓝绿基础设施（BGI）由水体、绿地和其他自然元素组成，是缓解城市热岛效应（UHI）的关键策略，其降温效果通过降低地表温度（LST）得到定量验证（Rijke等，2025；杨等，2025）。当BGI融入公园和广场等公共开放空间（POS）时，它通过蒸散作用、遮阳和微气候调节等方式冷却环境（
研究背景和研究区域
香港因其极高的密度、复杂的城市结构和显著的城市热岛效应（UHI），成为分析蓝绿基础设施（BGI）和建筑几何形态在冷却型城市布局中作用的理想案例（任等，2021；史等，2019）。作为一座亚热带高密度城市，香港的城市化区域（占土地面积的25.4%）与自然常绿地形并存（规划与发展局，2021）。这种城市结构加剧了高
卫星图像获取及理由
本研究使用了Landsat 8卫星的操作陆地成像仪（OLI）和热红外传感器（TIRS）提供的二级数据。选择2021年2月20日的图像是因为其云层覆盖率最低（0.05%）。选择冬季场景有两个主要原因：首先，为了与现有的公共开放空间（POS）清单保持时间一致性（唐博欣等，2021）；其次，冬季条件能更准确地评估城市热岛效应对地表温度（LST）的影响。
30米分辨率的优越敏感性
分析显示，30米分辨率的Landsat 8数据比现有的100米分辨率香港城市气候地图（HKPD，2005）具有更高的敏感性。100米地图在类别边界处显示出明显的热差异，而30米分辨率则捕捉到了更细微的热变化，包括城市布局内的温度梯度（图3）。一个明显的例子是机场区域：在100米地图上，该区域被归类为低热负荷区（图4）
讨论
本研究强调了高分辨率（30米）土地覆盖数据在分析城市形态对地表温度（LST）影响方面的关键作用，为城市热岛（UHI）缓解策略提供了坚实的基础。与之前使用较低分辨率的研究不同——例如在香港进行的100米分辨率分析认为，1公顷以上的冷却区域需要30%的植被覆盖率（HKPD，2005）——我们对285个以POS为中心的城市布局的分析得出了更为严格的标准
结论
通过高分辨率（30米）土地覆盖分析，本研究确定香港高密度城市中的冷却型布局具有丰富的蓝绿基础设施（BGI），其中POS中心区域的植被覆盖率达到58%。植被覆盖率从50米处的58%逐渐下降到400米处的42%，表明这些布局的降温效果得益于POS的战略性位置以及增强遮阳效果的建筑几何形态
资金支持
本文的研究工作得到了香港特别行政区研究资助委员会（Research Grants Council of the Hong Kong Special Administrative Region）的主题研究资助（项目编号：T-22-504/21-R）。
CRediT作者贡献声明
安瓦尔·穆哈梅德贾诺夫（Anvar Mukhamedjanov）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、方法论设计、概念构思。唐博欣（Bo-Sin Tang）：撰写——审稿与编辑、监督、资源协调、项目管理、方法论设计、资金申请。李卫峰（Weifeng Li）：撰写——审稿与编辑、监督。
利益冲突声明
作者声明与本文的发表没有利益冲突。
致谢
我们感谢匿名审稿人的支持、宝贵意见和建议。
