协同设计城市绿化场景的数据驱动工作流：面向规划决策与气候适应的地理前瞻研究

为应对气候变化下的城市热岛效应(UHI)，研究人员通过GIS自动化工作流与地理前瞻方法(geoprospective)，在法国第戎(Dijon)开展公私空间协同绿化场景设计。该研究量化了城市尺度植被增潜力(新增46,000棵树木和9 km2低矮植被)，提出兼顾功能保留的绿化方案，为欧盟生物多样性战略2030的"城市绿化计划"提供可转移的技术框架。

　　

随着全球气候变化加剧，城市热岛效应(Urban Heat Island, UHI)已成为威胁居民健康与能源安全的重大挑战。研究表明，城市区域温度可比周边郊区高6°C，而极端热浪事件频发更放大了这一效应。尽管植被降温已被证实是有效缓解策略，但现有研究多聚焦公共空间树冠覆盖，忽视低矮植被与私人地块潜力，且缺乏与城市规划规则衔接的量化方法。欧盟《2030生物多样性战略》虽要求大城市制定"城市绿化计划"，但如何精准定位可绿化区域、平衡生态效益与城市功能，仍是亟待解决的科学与政策难题。

法国第戎大都会区的跨学科团队在《Urban Forestry》发表研究，创新性地将地理前瞻(geoprospective)理念与GIS自动化工具结合，开发出可转移的绿化场景设计框架。研究以第戎(160,000人口)为示范区，整合高分辨率PLEIADES卫星影像(2米)与数字高程模型(DHM)，通过改进土壤调节植被指数(MSAVI)构建植被数据库(VGDB)，并嵌入当地土地利用规划(PLU)中的生物群落系数(CBS)和透水地表比例(PLT)等法规参数。团队采用参与式方法，与规划部门共同制定"绿色情景"(Green Scenario)，在保留交通等核心功能前提下，系统评估工业区、商业区和私人花园等不同空间的绿化潜力。

关键技术方法

研究采用多源数据融合策略：①基于2021年PLEIADES卫星影像计算MSAVI指数识别植被；②利用2015年DHM区分>2米的高植被与低矮植被；③结合BD TOPO数据库的建筑/道路数据划定可绿化区域；④开发QGIS插件自动化处理PLU法规参数；⑤通过150米网格标准化比较基准情景与绿色情景。研究区域覆盖256,758人口的23个市镇，验证采用1,500棵树木的实地测量数据。

研究结果

3.1 情景比较分析

与采用统一绿化目标的基准情景相比，绿色情景更符合规划现实：低植被增加量翻倍(+9 km² vs +4.1 km²)，但高植被增量减少66%(1.02 km² vs 2.98 km²)。空间分布显示工业区贡献67%低植被新增，而历史城区因建筑密度高仅能通过街道绿化有限增补。

3.2 公共与工业区绿化

在中央广场(Place de la Libération)等公共空间，按15米间距可增植18棵树；工业区停车场改造潜力最大，但实施需考虑地下管网等限制。该方法生成的矢量地图可直接用于规划讨论。

3.3 私人地块分布

8%的34,950个私人地块因空间不足需调整CBS目标，主要集中在历史中心区。分析发现外围住宅区低植被覆盖率可达50%，而中心区需依赖生态工程(如绿色屋顶)补足。

3.4 大都会尺度格局

绿色情景使第戎24%面积新增绿化，大都会区总计新增130,351棵树。其中工业商业区贡献15.97 km²低植被(占总量79%)，而私人花园虽面积占比小，但需种植29,972棵树。

结论与意义

该研究首创了融合规划法规与遥感技术的绿化潜力评估框架，其开放源代码工具(CeCILL-B许可)支持其他城市快速移植。成果证实：①低矮植被(如草坪)的实际增量潜力被既往研究低估；②工业区停车场是城市降温的关键靶区；③私人地块需通过政策激励提升合规率。气候模型初步估算显示，该方案可使建成区夜间降温0.5-1°C，同时为生物多样性廊道规划提供新数据层。未来研究将耦合灌溉需求模型，并测试方法在干旱区的适用性。这项工作不仅为欧盟绿色新政(New European Bauhaus)提供技术支撑，更展示了学界与规划部门协同创新的典范。