《Landscape and Urban Planning》：Thermal inequality between urban informal and formal settlements: evidence from four cities in the Global South
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•非正规住区表现出极端的水平紧凑性和受限的天空视野。•在孟买、内罗毕和奎松市，非正规住区比附近正规区域高0.78–3.71°C。•高建筑密度加剧了地表热差异，而垂直增长提供了缓解途径。引言近年来，全球南方各国经历了快速且显著加速的城市化进程。在许多城市中，快速的城市扩张速度超
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非正规住区表现出极端的水平紧凑性和受限的天空视野。
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在孟买、内罗毕和奎松市，非正规住区比附近正规区域高0.78–3.71°C。
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高建筑密度加剧了地表热差异，而垂直增长提供了缓解途径。
引言
近年来，全球南方各国经历了快速且显著加速的城市化进程。在许多城市中，快速的城市扩张速度超过了基础设施建设，推动了非正规住区的蔓延，目前全球有超过11亿人居住在这些住区中（联合国人居署，2024年）。这些住区通常以高建筑密度、热效率低下的材料和严重植被不足为特征，从根本上限制了自然通风并加剧了热量滞留（Dwivedi and Khire, 2018）。因此，非正规住区通常被认为是局部城市热岛热点，尽管其相对于正规社区的土地表面温度（LST）差异在幅度、方向和空间一致性上因城市和环境背景的不同而异。当出现此类LST升高时，相关的热暴露可能会损害健康和宜居性，并通过降低劳动生产率和增加降温支出来加深贫困，从而强化环境与经济边缘化的恶性循环（Vellingiri et al., 2020）。
越来越多的证据表明，非正规住区面临广泛升高的热暴露。例如，最近对喀布尔的研究报道，非正规住区的夏季平均LST比正规区域高1.1°C（Hussainzad and Gou, 2025）。在内罗毕，对主要住区（基贝拉、马塔雷和穆库鲁）的观察记录显示，相对于周围正规社区，温度增加了1.83–3.10°C（Scott et al., 2017）。来自孟买和万隆的研究报告了类似的模式，尽管热间隙的幅度仍未得到充分量化（Dwivedi and Khire, 2018, Simanjuntak et al., 2019）。从机制上看，这些差异归因于外部环境缺陷与内在建筑特征的综合作用（Hussainzad et al., 2021）。与通常植被更多、结构紧凑度较低的正规社区相比，非正规住区往往表现出严重的蓝绿基础设施不足和极端的空间拥挤（Rana et al., 2022）。这种配置减少了天空视野并阻碍了通风，从而加剧了热量滞留并限制了散热。因此，非正规住区的居民通常面临着比正规社区居民大得多的热暴露。
然而，尽管非正规住区与正规住区之间地表热差异的证据日益增多，但重要的实质性问题仍未得到解决。目前尚不清楚这些差异的幅度、方向和空间一致性是否在不同城市和气候背景下系统性地变化。建筑形态在塑造这些差异及其城市内变异中的作用也仍知之甚少，这限制了针对情境敏感且公平的热缓解和升级策略的开发。解决这些问题需要克服住区划定、差异估计和形态关联空间分析方面的局限性。现有方法经常依赖无监督聚类、机器学习分类器或应用于高分辨率影像的基于地块的深度学习来绘制非正规住区，但这些方法往往难以精确区分非正规和正规的城市肌理（Büttner et al., 2025, Chao et al., 2021, Owusu et al., 2024）。更重要的是，许多先前的研究使用直接的统计比较来量化热差异，而未能充分控制地理位置、地形、蓝绿基础设施邻近度及其他空间协变量等空间混杂因素（Baqa et al., 2025, Wu et al., 2018）。因此，估计的温度差异可能部分反映了空间选择偏差，而非住区形态的因果效应，这限制了所推断热不平等的可比性和可解释性。此外，先前的分析对建筑形态与热结果之间关联的空间变异关注有限，使得城市内异质性未得到充分表征（Wang et al., 2019）。
为弥合上述差距，我们将语义分割模型与因果推断技术相结合，以准确划定非正规住区并考虑空间混杂效应，从而能够在不同城市背景下进行空间上可比且方法学上严谨的热不平等估计。我们聚焦于全球南方四个非正规住区系统广泛存在的案例研究城市：孟买（印度）、内罗毕（肯尼亚）、奎松市（菲律宾）和圣保罗（巴西）。这些城市跨越不同的气候带和城市化轨迹，其非正规住区与正规社区之间存在显著的建筑形态对比。具体而言，我们调查了：(1) 非正规住区的城市内空间组织；(2) 非正规住区与正规社区之间热不平等的幅度、方向和跨城市一致性；以及(3) 建筑形态对这些热差异的贡献，包括其空间变异效应。这些分析为理解住区非正规性如何在不同背景下塑造城市热暴露提供了关键证据，为全球南方的公平气候适应规划和非正规住区升级策略提供了必要见解。
章节摘要
研究区域
全球南方的非正规住区通常共同面临住房脆弱性和高结构紧凑性，但在不同气候、地形和社会经济背景下，其形态特征和热条件存在显著差异（Friesen et al., 2018, Kraff et al., 2020, Stark et al., 2025）。
因此，我们聚焦于四个具有大规模非正规住区系统的案例研究城市，涵盖多种区域和环境背景：孟买、内罗毕、奎松市和圣保罗（图1）。
方法
本节提出了一个全面框架，用于绘制非正规住区并量化其热不平等（图2）。工作流程包括三个连续阶段：
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非正规住区制图。我们通过系统注释开发了高质量的标注数据集，并采用先进的语义分割模型准确划定非正规住区边界。
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热差异量化。我们应用倾向性得分匹配（PSM）来构建空间上可比的对照组。
非正规住区识别
我们发现UAGNet在所有四个城市中持续提供了最强的分割性能，平均交并比（mIoU）超过75%，F1分数均高于85%（表3）。鉴于其一致的可靠性，我们部署了本地训练的UAGNet模型对每个研究区域执行城市规模的推理。制图结果显示这些大都市存在不同的空间配置（图4）。具体而言，非正规住区在孟买、内罗毕等地呈现出分散的空间模式，
非正规住区制图验证
为进一步验证非正规住区制图结果的可靠性，我们对四个城市进行了独立的结构化视觉验证。具体而言，我们采用了分层随机抽样设计，非正规和正规类别之间比例为1:1，最小间距阈值为100米，以确保类别平衡的代表性和广泛的空间覆盖。参考标签通过多种互补来源的人工判读分配，包括
结论
本研究将语义分割模型（UAGNet）与PSM相结合，据我们所知，首次提供了全球南方非正规住区热不平等的因果鲁棒量化。我们的地图显示，非正规住区采用多样的空间配置——从孟买、内罗毕和奎松市的分散模式到圣保罗的外围集中——但始终表现出极端的水平紧凑性和有限的天空视野。在考虑
CRediT作者贡献声明
何正龙：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，方法学，正式分析，数据整理。李广东：撰写 – 审阅与编辑，项目管理，方法学，资金获取，正式分析，概念化。李小婷：方法学，正式分析。曹悦：验证，正式分析，数据整理。李鲁涵：正式分析，数据整理。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本工作得到了国家自然科学基金（42322108、42121001和42501251）及中国博士后科学基金（GZC20241688）的支持。
Zhenglong He|Guangdong Li|Xiaoting Li|Yue Cao|Luhan Li
