城市绿地类型及格局特征与地表温度的关系——以深圳特区为例

以深圳特区为例,利用2005年11月份的TM和Quickbird影像数据,在进行地表温度反演和城市绿地详细解译的基础上,研究了城市绿地类型、属性特征与地表热环境分异之间的关系.研究结果显示,城市绿地不同类型的地表温度差异较大,各类人工绿地的地表温度普遍高于自然绿地类型.分样区平均NDVI和聚集度指数与热岛强度指数之间呈显著的正相关关系,而均匀度和碎裂化指数则与热岛强度指数之间呈显著的负相关关系.上述结果表明,城市绿地的类型、结构及其格局特征均对城市热环境空间分异具有显著影响,在城市绿地建设工作中,应充分重视绿地景观的这种热环境效应特征的指导意义,以期使城市绿地建设能够更好地担负其必要的生态服务功能.     

基于TM的重庆市主城区热岛效应及其影响因子分析

利用2008年TM影像,提取重庆市主城区土地利用信息;提取NDVI(植被归一化指数),结合野外调查,获取反映地表植被覆盖状况的植被覆盖度数据;根据第6波段(热波段)获取地表亮温数据,分析重庆市主城区热岛效应.利用GIS空间分析及数理统计方法,对土地利用类型、城市绿地和城市水体3种影响因子进行分析.结果表明重庆市主城区热岛效应明显,在空间上呈大片、连续分布状态,土地利用类型数据显示这种现象与城市快速扩张密不可分.不同地表覆被类型对地表温度的响应不一致,建设用地最容易产生热岛效应,植被和水体则有着明显的减缓效应.热岛效应与植被覆盖度成呈明显负相关,随着植被覆盖度的提高而降低,试验结果显示它在植被覆盖度高于50%后消失;城市绿地面积越大,内外温差也越大,从而形成热岛中的"冷岛".水体均温比绿地低2℃,表明对于热岛效应的缓解,它比植被更有效,是最直接、有效的影响因子.     

城市绿地演化轨迹与变化研究——以上海市外环以内区域为例

城市绿地是城市绿化系统和城市景观的重要组成部分,具有重要的生态、社会、心理和经济功能.作为城市绿地研究的重要组成部分,城市绿地的演化轨迹与变化规律的研究对维持城市绿地系统的稳定性和优化城市生态网络具有重要的意义.传统的大部分绿地变化研究多采用景观指数和空间分析等方法,难以反映出绿地斑块的变化过程、变化类型及空间分布规律.本研究首先定义了7种城市绿地演化类型,分别为连续、扩张、收缩、消失、新增、合并和分解,以此为基础构建出以绿地斑块为节点、以绿地演化类型为边的绿地演化图.以上海市外环以内区域作为研究区域,基于绿地演化图对2008年、2012年和2016年的绿地演化过程进行了提取和三维可视化,并分析了城市绿地变化过程及城市绿地全局变化的空间分布规律.研究结果表明:上海市外环以内的绿地变化以新增与消失两种变化类型最为突出.其中新增的城市绿地斑块空间分布较为均匀,新增的小斑块多分布于中心区域,而新增的大斑块多位于边缘区域.消失的绿地出现在非中心位置的较多,而且浦东新区外环以内的区域占比最多.与2008—2012年的城市绿地变化相比, 2012—2016年新增绿地的空间分布更加均匀,消失绿地的位置分布更加集中.     

城市景观格局与地表温度的定量关系分析

热岛效应是典型的城市气候现象,它的形成及强度与土地利用类型、景观格局等诸多因素有关.本文基于深圳市2010年遥感影像,采用线性光谱混合模型提取土地利用/覆盖等信息,利用最小二乘法和地理加权回归方法分别分析城市景观格局对地表温度的影响.结果表明:深圳市地表温度介于22.28~41.34℃之间,从西北到东南逐渐降低,城市不透水面温度显著高于植被覆盖区域,城市热岛效应明显.地理加权回归模型可以有效处理回归分析中空间非平稳性现象,能更好地刻画景观格局与地表温度之间的定量关系.植被格局指数对地表温度的空间分布解释率较高,其中归一化植被指数(NDVI)、叶面积指数(LAI)对地表温度的解释率最高,分别达88%、90%.不透水面面积、破碎度、邻近度,植被优势种种类、密度、空间分布以及垂直水平生长情况等共同影响深圳市的地表温度.在城市建设实践中,避免不透水面连片集中,降低其邻近度,同时尽可能增加城市的绿地面积,提高NDVI和LAI数值,是缓解城市热岛效应的有效手段.     

秋冬季节广州城市绿地对热岛效应的调控作用差异分析

城市绿地具备"冷岛"效应功能,其在调控城市热岛效应方面发挥着独特作用,是城市生态研究的重要领域。以Landsat 8多光谱和热红外波段遥感影像为基础,系统分析了秋冬季节广州市地表参数比如植被覆盖度、归一化湿度指数(NDMI)和减化比值植被指数(RSR)变化对地表温度的影响;并综合绿地地表参数信息,定量研究了城市绿地面积和周长变化对其热环境调控功能的影响及其季节性差异。结果表明:广州秋季热岛强度和范围大于冬季;相比冬季,秋季地表参数与地表温度间具有更好的相关性,即秋季植被有更好降温效应。但是RSR与地表温度间呈对数函数关系,说明在高植被覆盖区降温效应可能出现"饱和现象"。秋冬季节城市绿地降温效应的影响距离为300 m左右。城市绿地面积和周长与地表温度间显著负相关,但秋季相关性小于冬季。绿地属性参数与地表温度间显著负相关,秋季相关性更强。然而,相关分析发现,除秋季绿地NDMI与内外累积温差间显著负相关外,其它地表参数与秋冬季节内外累积温度差之间的显著性并不明显,这一定程度说明绿地地表参数可能并不直接影响外部环境温度。     

基于Voronoi图的洛阳城市绿地系统分析与设计

城市绿地的空间布局和设计是建设生态城市,改善人居环境的重要环节.本文根据Voronoi图的空间分割和邻近查询原理,将城市绿地系统内的每个绿地斑块视作一个发生元,运用Voronoi图分析洛阳城市绿地系统位置分布与服务范围,并依据分析结果,提出洛阳城市绿地系统的空间布局设计方案.     

石家庄市绿地盲点区域评测与整体景观设计

首先通过分析石家庄市绿地景观系统的构成要素,参照格林公园辐射范围法确定了具体辐射范围和实际城市绿地景观系统。依据绿地面积分布图,对绿地景观盲点区域进行评测,找出辐射范围外的盲点区域。在改善绿地空间布局、提高绿化覆盖率的基础目标上,引入和改进国内外现行建设模式和实践经验,结合石家庄市的实际特点,从居住区和公园、道路及环城三个要素上对市区整体绿地进行景观设计,建设城市宜居性,同时为其他平原城市进一步发展绿地要素的城市建设提供理论依据。     

土地利用变化对城市气象环境影响的数值研究

采用南京大学的三维非静力区域边界层模式,选取典型天气状况作为代表,对北京1980、1990、2000及2004年不同土地利用类型冬夏两季的城市边界层特征进行数值模拟,结果表明:城市土地利用状况的改变对边界层热力及动力结构产生显著的影响,这种影响在夏季个例的日间尤为明显.如,由于建筑储热能力变化,地表反照率变化,导致城市表能量平衡重新分配,1980年个例较之2004年个例,夏季城市区域平均净辐射通量增加160 W.m-2.城市植被覆盖率减小,地表湿度降低,使得潜热通量最大减小81 W.m-2,感热通量则最大增加146 W.m-2.热通量和动量通量增大,地气相互作用的加剧,夏季城市区域气温增幅最大达2.2℃.建筑物高度及密度增大,湍能增强,且影响高度增大,混合层高度增加,使水汽等物质输送加强,分布更加均匀.城市动力粗糙度增加引起的阻尼作用在风速大时较明显,北京冬季日间风速较大,风速减少最大可达2.02 m.s-1;然而冬季大气层结较为稳定,湍能发展受到抑制,湍能及通量输送的变化不如夏季个例明显;地表较为干燥、植被覆盖稀少,潜热减小及感热增加的变化幅度较小,增温变化也不如夏季个例明显.     

城市绿地缓解热岛效应研究进展

城市热岛强烈地影响着城市生态系统,对城市气候、水文、土壤、大气环境、生物习性以及城市居民健康等产生影响.城市绿地作为城市生态系统重要的组成部分,通过改善城市下垫面的热属性,具有一定的缓解热岛效应作用.因此,选取城市热岛效应研究方法、研究尺度性、城市绿地结构和土地利用类型的降温效果、绿地与其他因素之间的交互作用等角度综述城市绿地缓解热岛效应的关系,并比较分析当前研究手段和方法的优缺点,最后在观测手段、数据来源、长期动态观测和模拟定量研究等方面对该领域的研究进行展望.     

基于遥感技术的长春市南关区热岛效应研究

根据2018年6月24日Landsat 8卫星的遥感数据,选用单窗算法,对长春市南关区进行地表温度反演;结合土地利用及土地覆盖类型,将其热岛效应强度进行分级处理,根据结果分析何种因素会对热岛效应形成影响,并推断热岛效应形成的原因,据此对城市规划提出合理建议.结果表明:长春市南关区整体存在热岛效应现象;土地利用类型与地表温度之间的关系可以表示为,无植被覆盖区域 植被覆盖区域 水体;植被覆盖率较低的区域是强热岛效应的主要分布区域;水体、绿植覆盖程度较高的区域无热岛效应.城市在开发与建设的进程中,应倡导低碳出行,节能环保;扩大水体面积和绿地面积,采用人为措施缓解城市热岛现象.     

长三角地区夏季地表热环境的季节内和日夜变化特征

基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感反演的地表温度数据、土地利用数据以及植被覆盖数据,对长三角城市群及周边地区2013～2017年夏季地表热环境的时空分布特征及其驱动因子进行了研究.结果表明:①夏季地表高温风险区(即高温区和亚高温区)在日间主要分布在皖北农田覆盖地区、长三角城市群的城市建筑覆盖地区以及浙南的少数城市建筑和农田用地;夜间地表高温风险区转换为长江流域沿线的水体覆盖区域和城市群建成密集区.②季节内变化表现为从6月份到8月份地表高温风险区在空间上逐渐从长三角的皖北和苏北区域向长三角城市群片区转移;长三角北部区域地表高温风险区比例逐渐减小,而长三角城市群片区地表高温风险区比例逐渐增加.③地表热环境的空间分布与下垫面覆盖类型的空间分布有很好的对应关系,城建用地区域的高温风险比例要显著高于其他下垫面覆盖类型区域;皖北地区的夏季农作物轮作改变了地表的植被覆盖度,导致该地区的季节内和日夜变化特征不同于其他地区;地表高温风险季节内变化规律则表明植被覆盖度的提高对于减少高温风险区比例具有显著作用.     

城市绿地规划指标体系研究--以岳阳市为例

根据国内外绿地规划指标,结合岳阳市的实际,对岳阳市城市绿地规划指标体系进行了较详尽的研究．认为用城市人均公共绿地面积、城市绿地率和城市绿化覆盖率三项指标来衡量城市绿地系统建设,无法正确地反映出城市绿地系统建设的水平,也不能真实地反映出城市绿地的生态效益和绿化质量．因此城市绿地指标除原有的这三项指标外,还应包括生态、环境、景观、园林、分布的均匀度、植物结构、配置模式以及规划和管理等方面的内容．     

城市避震减灾绿地体系规划分析

城市绿地在地震灾难发生过程中以及对灾后重建、城市复兴有着重要的作用。基于城市绿地的避震减灾功能,分析了在城市总体发展规划的框架内,以城市抗震防灾等规划为指导,以城市绿地系统规划层次、布局结构为依托的城市避震减灾绿地体系。笔者认为,城市避震减灾绿地体系主要是城市防灾中避难疏散及短暂生活场所、进行紧急救援的场所和保障灾后重建和成复兴的据点,规划时应遵循城乡总体规划,与城市绿地系统规划空间层次相互衔接,逐级控制,并结合城市绿地的人口服务辐射能力,科学布局。     

喀斯特城市桂林地表温度时空变化及地物覆盖影响分析

【目的】定量分析喀斯特城市桂林1990—2015年快速扩展对热环境的影响。【方法】提出喀斯特山峰混合像元比辐射率估算方法,对Landsat卫星12景遥感图像用模型反演地表温度并分析地表温度时空变化规律;提出建筑覆盖率、水体覆盖率和裸土率估算方法,反演植被覆盖度、建筑覆盖率、水体覆盖率、裸土率和裸岩率,分析混合像元中各地物覆盖率变化对地表温度的影响。【结果】1)研究地的建筑/道路、喀斯特山峰裸岩、干燥裸土的地表温度相对较高,水体和茂密植被覆盖的喀斯特山峰阴坡地表温度最低,茂密植被覆盖的喀斯特山峰阳坡的地表温度也相对较低;在太阳辐射下,喀斯特山峰阳坡地表温度比阴坡地表温度高1~3℃。2)1990—2015年研究地的地表温度高于喀斯特山峰茂密林地的高温像元比例呈逐渐上升的趋势,由61.9%变化到75.2%。3)研究地的地表温度因植被覆盖度、水体覆盖率增加0.1而分别降低0.5~0.7℃,0.2~0.4℃;因建筑覆盖率、裸土率和裸岩率增加0.1而分别升高0.4~0.7℃,0.4~0.6℃和0.3~0.5℃。【结论】喀斯特城市桂林的地表温度明显受人为因素、植被覆盖和地形的影响。     

城市绿化灌溉对气象环境影响的模拟分析

城市绿地灌溉作为城市重要的水文过程,研究其对城市气象条件的影响有利于提高城市精细化预报并理解城市水循环过程。基于WRFV3. 7. 1模式,选取Noah/SLUCM陆面及城市冠层模型,以2010年夏季一次强烈的高温热浪天气过程作为天气背景,模拟分析了城市绿化灌溉对于中国东部重要城市南京的气象环境的影响。结果显示,绿地灌溉对城市地表能量平衡存在较大的影响。城市地区潜热最大增加45 W/m~2,地表温度最大减小0. 25℃。绿地灌溉对于城市地区边界层内的气温的有降低的作用,在边界层附近下降得最为明显,而边界层以上的温度则略有上升。对于日趋严重的热岛效应,城市绿地灌溉有减弱其强度的作用,在09:00时,可以将热岛强度最大减小0. 25℃。     

喀斯特城市桂林地表温度时空变化及地物覆盖影响分析

【目的】定量分析喀斯特城市桂林1990—2015年快速扩展对热环境的影响。【方法】提出喀斯特山峰混合像元比辐射率估算方法,对Landsat卫星12景遥感图像用模型反演地表温度并分析地表温度时空变化规律;提出建筑覆盖率、水体覆盖率和裸土率估算方法,反演植被覆盖度、建筑覆盖率、水体覆盖率、裸土率和裸岩率,分析混合像元中各地物覆盖率变化对地表温度的影响。【结果】1)研究地的建筑/道路、喀斯特山峰裸岩、干燥裸土的地表温度相对较高,水体和茂密植被覆盖的喀斯特山峰阴坡地表温度最低,茂密植被覆盖的喀斯特山峰阳坡的地表温度也相对较低;在太阳辐射下,喀斯特山峰阳坡地表温度比阴坡地表温度高1~3 ℃。2)1990—2015年研究地的地表温度高于喀斯特山峰茂密林地的高温像元比例呈逐渐上升的趋势,由61.9%变化到75.2%。3)研究地的地表温度因植被覆盖度、水体覆盖率增加0.1而分别降低0.5~0.7℃,0.2~0.4℃;因建筑覆盖率、裸土率和裸岩率增加0.1而分别升高0.4~0.7℃,0.4~0.6℃和0.3~0.5℃。【结论】喀斯特城市桂林的地表温度明显受人为因素、植被覆盖和地形的影响。
     

城市绿地系统规划与雨洪管理协同的实现机理

为应对中国城市内涝、水资源短缺等严重生存问题,以海绵城市建设肌体-绿地系统的规划更新方法为基本研究对象,在探究城市暴雨内涝成因的基础上,构建城市绿地规划的雨洪管理体系。运用GIS平台对城市绿地与雨洪管理协同的相关指标进行计算,并梳理城市总体雨洪生态绿量需求、探求斑块绿地雨洪生态拓扑关系、通过绿地蓄水和净化能力等评估进行雨洪数据与地形叠加的城市绿地空间可视模型预演。研究结果表明:在绿地系统规划与城市管网形成有效沟通时,若城市绿地土壤能富集竖向降水,且绿地/斑块产生一定的空间拓扑聚集效应时,可计算出绿地系统雨洪截水量,即绿地系统对城市雨洪的竖向涵养以及对接雨洪管廊的有效排放。这可视为绿地系统规划与雨洪管理双系统协同的基本实现机理。     

珠江三角洲城市尺度规划对大气环境的影响效应

 为探讨城市尺度规划对局地气象环境的影响,以珠江三角洲不同时期的下垫面为例,选取2001年3月的气象条件,采用数值模拟手段,模拟并分析比较该地区城市群的发展对城市气象环境的影响。结果表明,珠江三角洲城市化发展过程带来热岛强度和范围的扩大,城市区域风速减小,小风面积增大。利用城市尺度规划大气环境评估体系,对广州城市发展规划进行评估,给出影响和优劣比较的定量结果,城市发展对气象环境影响较明显的是城市热岛强度、小风区分布、大气自净能力3个指标,即城市热岛增强,风速减小,大气的自净能力下降。综合评价指数表明在不利天气条件下,城市化过程带来的大气环境影响较大。     

基于风环境模拟与优化的滨海居住区规划设计

目的研究居住区规划中风环境对人体舒适度和绿地释氧的影响,并以此优化园区空间布局.方法将风环境模拟技术引入滨海居住区的规划设计中,基于CFD(计算流体力学)模型,应用AIRPARK软件对居住区的风环境进行模拟与分析,并模拟了与建筑物呈不同夹角风向下的绿地释放氧气的扩散范围.结果夏季,能够充分利用风压差,排除整体余热,实现自然通风的冷却效应;冬季,高层建筑有效地阻挡了东北方向冷风侵入,降低通过风的强度与速度,使居住区内的风环境达到相对舒适状态.在局部风场的影响下,居住区实际的绿地位置与其释放氧气的扩散范围存在空间差异性.结论风环境预测提高了城市空间规划布局的科学性,对降低可吸入颗粒物扩散、缓解城市热岛效应、提升城市空间环境质量具有重要意义.     

卫星遥感植被地表温度空间特征的再认识

卫星遥感在监测陆面环境状况和估算陆面变量等领域有不可替代的优势,而卫星遥感估算的地表温度和植被指数产品在土壤墒情和干旱监测等方面有广泛的应用,该研究利用在不同时间尺度、空间尺度和不同土地覆盖类型上的植被指数和地表温度卫星遥感数据产品,分析了植被-地表温度空间中的散点分布形态特征.结果表明:在植被-地表温度空间中的散点分布形态受陆面多种因素影响,将其简化为三角形或梯形有失客观性,以此为基础,提出确定植被-地表温度空间中干边和湿边数值的方法.