快速的城市化进程使城市中大量自然地表被不透水面所替代，地表能量平衡随之改变 引发了 城市热岛问题。 其中， 城市 在垂直 方向上迅速扩张，大量 高层建筑 出 现 进一步 改变了城市三维结构，使下垫面的热属性更为复杂。城市中高大建筑可以通过改变 地表辐射和空气流通 从而影响地表热环境， 因此， 探究 城市三维景观格局与地表热环境的关系，并以此为依据优化城市三维空间上的格局配置，提出改善地表热环境的 方法与建议 具有重要的 理论及 现实意义。
本研究以北京市作为研究对象，旨在探讨北京市 三维景观格局对地表热环境的关系 及其 作用机理，以期为缓解城市热岛的城市规划提供理论依据 及 对策建议。本研究基于建筑矢量数据量化了北京 市五环内 三维景观格局，并且分析了其与地表 温度 的关系与影响程度，在此基础上探究了建筑对于地表太阳入射辐射量的影响，试图从机理上解释三维景观格局对 局地表面温度 的 影响，并 基于北京市地表粗糙度格局分析 了北京市潜在通风廊道 方案，为缓解城市尺度热环境提供建议。简要内容与 结论如下：
        （1 ）量化北京市五环内三维景观格局并分析其演变特征：发现北京 市 五环内的三维景观格局有着明确的 分布及演变 规律。五环内中心区域建筑密度相对较高，而边缘区域植被覆盖比例较高，建筑高度在五环内由中心到边缘呈现低 高低的 格局。北京 市 的城市扩张在 1949 2004 年以外部扩张为主，新增居民区 的分布由中心城区向边缘转移， 数量逐年上升 从 2005 2009 年开始扩张速度下降 。随时间推移，新增居民区建筑高度逐渐 增加 。城市发展 重心 由西向东呈顺时针方向转移，南部发展速度较慢。
        （2 ）探究北京市三维景观格局与地表温度 的 影响： 发现 二维及三维景观格局对地表温度有显著相关性。 总体来看，建筑密度增加对地表温度有促进作用；而植被覆盖比例的增加则对地表温度有 抑制 作用；建筑高度对地表温度的影响较为复杂，日间建筑平均高度越高的地方温度越低 ，建筑高度提升 1 米地表温度约下降 0 .035 0.04℃0.04℃，夜间建筑平均高度 在 2 5 30 m 范围内的地方 地表温度最高，建筑高度较高和较低的地方地表温度偏低。对于北京市 五环内区域，建筑高度对地表温度既有直接影 响，也 可以通过影响区域内建筑密度从而对 对地表温度 产生间接影响。建筑对于地表温度的影响程度 在夏季白天 接近 植被 ，在其他时段超过植被； 同时，建筑的 水平 分布和垂直结构 都对地表温度有重要影响，在冬季日间，建筑平均高度的改变 对地表温度的影响远大于建筑 密度的改变对地表温度的影响 。通过太阳辐射模拟 探究建筑对太阳入射辐射量的影响 发现 建筑高度对太阳入射辐射量影响显著，而建筑密度对太阳入射辐射量没有影响。高层建筑可以降低 1 0% 15% 地表接收到的太阳辐射，结果解释了 在白天平均高度较高区域 内地表温度较低的原因。
        （3 ）基于建筑 高 度及 空间 分布 情况 得到北京市五环内地表粗糙度格局，探究北京市五环内的地表通风情况 。 北京市五环内地表粗糙度分布格局和建筑高度分布格局接近，由中心到边缘呈现低 高 低的趋势 并且二环内中心城区不存在与外界联通的 通 风 廊 道，导致中心城区地表热环境状况较差。研究结合五环内土地利用状况和地表粗糙度格局，在盛行风风向（西北 东南）上构建出 3 条潜在主要通风廊道和 5 条潜在次级通风廊道。