兰州市热岛效应特征及驱动机制研究

以兰州市城关区的TM遥感影像为基础,计算出植被覆盖度和建筑用地指数,完成土地利用分类,通过缨帽变换得到湿度指数.利用单窗算法来反演地表温度,得到热岛效应的分布特征,结合卫星遥感和地统计分析研究热岛效应的分布特征及驱动机制.结果表明,研究区黄土覆盖的丘陵地区和城区建设用地区域对热岛效应贡献较大,是热岛效应的主要驱动力之一.城区热岛效应与植被覆盖度及地表湿度均呈线性负相关,植被和水体对缓解热岛效应有一定作用.热岛效应与城市建筑用地指数呈线性正相关,城市建设所用的材料对热岛效应有较大贡献,密集的人口也是城关区热岛效应的主要驱动力.加强绿化和保留城区水域面积,减少人为排放热量有助于缓解兰州中心城区的热岛效应.     

联合TM和NOAA数据研究黄河三角洲地表蒸发(散)量

不同类型下垫面水热传输机制不同,利用专题地图(TM)数据将黄河三角洲分为植被覆盖区域、裸地和水面3类计算区域,结合NOAA数据,根据SEBS(surface energyba lance system)模型并适当修改,分别建立植被、裸地和水面蒸发(散)模型,依据模型计算了黄河三角洲区域蒸发(散)量。黄河三角洲蒸发(散)量较高,2002年农田平均蒸发(散)量814mm,湿地平均蒸散量为843mm,裸地蒸发量变化较大,平均为637mm,与地表湿润程度有关。计算的冬小麦、棉花蒸散量基本接近其需水量;遥感方法计算结果与点上观测结果比较接近,说明计算结果符合实际。     

基于Landsat影像的多时相植被覆盖度与地形因子关系研究——以平潭岛为例

以平潭岛作为研究区,运用线性混合像元分解法从遥感影像中反演1992年、2002年和2013年3个时相植被覆盖度,用数字高程模型(DEM)提取坡度、坡向和高程数据.将植被覆盖度与3种地形因子进行空间叠加分析,以研究该海岛植被长势与地形间的联系,对生态环境保护提供参考建议.研究结果表明:在平潭岛的平坦和缓坡地区,以低植被覆盖度为主,随着坡度上升,高植被覆盖度面积比例增加,在25°~35°坡度范围达到峰值,最后又下降.坡向对研究区植被覆盖度的影响微弱,不是主导植被长势的重要地形因子.低高程区的植被覆盖度低,高程变大,植被覆盖度也增大,在高程大于310 m的地区,受热量降低影响,植被覆盖度下降.后10 a植被下降较前10 a明显,虽有山区植被改善,但是建设区和地势低平区破坏越来越严重,需重点治理.     

植被生态环境遥感本底值研究——以福州市为例

以植被生态环境为遥感监测对象,介绍了植被生态环境遥感本底值及其所涉及要素指数的提取,根据线性拟和的思路,归纳建立植被生态环境遥感本底值的具体步骤.并以福州市为例,利用TM数据建立研究区植被生态环境遥感本底值,对研究区植被生态环境质量现状进行了评价和分析.     

城镇化背景下的南方红壤丘陵区土地覆盖演变——以衡阳盆地为例

土地利用与覆盖（LULC）变化是生态环境演变的主要驱动力。南方丘陵区人口密集,但生态环境脆弱,20世纪90年代快速的城镇化进程产生了急剧环境变化。以衡阳盆地为研究区,以1990年、2000年两个时期的TM遥感影像为主要数据源,采用面向对象分类技术提取植被和建设用地信息,通过反演植被覆盖度,对植被覆盖度进行分级处理,获得了研究区植被覆盖等级分布图,最后,通过对比1990年和2000年建设用地和植被覆盖等级图获得了研究区建设用地和植被覆盖演变信息。研究结果表明：10年内研究区建设用地发生了显著扩展,扩展区域主要集中在衡阳市区周边,扩展区总面积为237.34km2;植被恢复区主要位于研究区北部区域,植被退化区位于研究区西端以及衡南县、祁东县和常宁市等3县市交界的湘江河谷地带以及南部的山区;城镇扩展区内植被退化严重,植被退化面积达到166.84 km2,占城镇扩展面积的比例为70.30%。     

生态移民安置区城镇土地利用变化研究——以宁夏红寺堡镇为例

运用ERDAS和ArcGIS技术,以宁夏生态移民安置区——红寺堡镇为研究对象,基于1989,1999,2006,2010年的TM遥感影像数据,进行城镇土地利用变化研究.结果表明,从总体来看,随着人类活动不断增加,研究区的耕地和草地景观类型范围扩大,呈成片分布.同时,人类活动又对水体和未利用地景观进行不断分割,使研究区原来整体的自然景观呈斑分布.耕地转化为草地和建筑用地的面积呈上升趋势,1989—1999年,有84.13%的耕地转化为草地和建筑用地;1999—2006年,有97.10%的耕地转化为草地和建筑用地;2006—2010年,有85.96%的耕地转化为草地和建筑用地.     

基于Landsat的六盘水市地表温度反演分析

将六盘水市作为研究区,对该城市的地表温度进行探究分析。以2015年该城市的Landsat8卫星影像作为主要数据源,采用ENVI、ArcGIS等软件对六盘水市的影像数据进行归一化处理,可以得到六盘水市城市地表温度等级分布图、植被覆盖度等级分布图、归一化建筑指数等级图、归一化水体指数和地表比辐射率等级分布图。并对得到的结果进行对比分析可以得到如下结果:地表温度与植被覆盖度呈负相关;归一化建筑指数、地表比辐射率与地表温度呈正相关;归一化水体指数对地表温度的影响随着气温的升高呈负相关,反之亦然。     

南京城市热环境与土地利用关系研究

通过Landsat/TM遥感影像反演获取了南京市1988、1998、2002和2010年的地表温度和热岛强度,并进行了城市热环境变化分析。利用NDISI建筑指数获取城市建设用地信息,然后讨论城市地表温度与建筑指数的定量关系。结果表明:归一化之后的南京次高温、高温与特高温呈现明显上升趋势。随着热岛强度的分级越来越高,建设用地面积也越来越大,从定量分析来看,建设用地与地表温度呈线性正相关关系。随着建设用地面积的增加,地表温度上升速率加快。     

近20年土地利用/覆被变化及其对景观格局影响——以重庆市北碚区为例

基于景观格局指数的空间格局分析是当前景观生态学研究的重要基础内容,土地利用类型对景观格局指数具有显著的影响.利用1988年的TM遥感影像和2008年的中巴资源卫星数据(CBERS-02),运用RS和GIS技术,对近20年来北碚区土地利用/覆被变化及景观格局影响进行了分析,发现北碚区土地利用变化的总趋势是耕地和其他用地面积呈减少趋势;住宅用地和工矿用地、林地、水域及水利设施用地及水利设施用地呈增长趋势.从景观形状指数看,居住、工矿用地和其他用地形状趋于复杂;林地、耕地和水体,由于人类的干预趋于简单;从景观分维数和破碎度来看,居住、工矿用地等建筑用地分维数增加,其他类型分维数减小.该区域应该严格控制新建建设用地,加强生态规划,切实保护耕地.     

2007年～2016年湖北省归一化植被指数时空变化特征分析

利用1 km空间分辨率的MODIS数据,对2007年～2016年的归一化植被指数(NDVI)时间序列数据以及NDVI与气象因子、土地利用类型、海拔高度的相关关系进行分析,研究近10 a湖北省植被覆盖度在时间和空间上的变化特征.结果表明：全省年平均NDVI波动上升,从各季节变化线性拟合结果来看,冬季上升程度最大;NDVI月变化呈单峰型,最高值出现在7月份,为0.758,最低值出现在1月份,为0.383;在空间分布上,湖北省西部地区NDVI较大于东部地区,十堰、恩施和神农架林区植被覆盖度高,武汉和鄂州植被覆盖度低;降水量、海拔高度和土地利用类型与NDVI均有较显著的相关性,植被生长对降水的响应具有滞后性;高海拔山地地形区林地大面积分布,是NDVI高值区,低山丘陵和平原上的城镇用地扩张和农业种植活动是NDVI较低的主要原因.     

典型植被指数与地表温度空间特征分析——以桂林市为例

以桂林市为研究区,利用TM卫星影像数据提取3种典型植被指数(NDVI、RVI、TNDVI),并反演研究区的地表温度(LST);从不同土地利用类型和城市空间上分析各个参数的统计学特征,同时定量分析植被指数与地表温度之间的线性关系。研究结果表明:在整个区域上,以林地和农田地物为主体的城市郊区具有较高的植被指数值,不透水层比例大的城市建成区则具有较高的地表温度。另外,典型植被指数与地表温度相关性分析揭示,各植被指数与地表温度都呈较显著的线性负相关。相对于城市郊区,下垫面性质改变与植被覆盖密度偏低是导致城市建成区"热岛效应"形成的重要原因。     

基于NDVI的贵州省植被覆盖时空特征分析

利用2001—2018年的500 m分辨率的MOD13A1数据,计算每个像元的NDVI的变化趋势,并采用线性趋势分析法和相关性分析法,分析贵州省植被覆盖面积在18年间的时空变化特征;结合2001—2018年植被的降水利用效率与2010、2017年2期土地覆盖数据,研究不同土地覆盖类型的NDVI的特征. 研究结果表明:(1) 2001—2018年,贵州省的植被覆盖面积总体呈增加趋势,表明生态环境得以明显改善,以毕节、六盘水市最为显著;(2)从植被覆盖面积变化趋势来看,贵州省的植被改善区域大于退化区域,植被退化区主要集中在城镇扩张区;(3)贵州省的整体植被降水利用效率与植被覆盖面积的变化趋势不具有一致性;(4)贵州省的NDVI与同期降雨量、气温均呈现良好的相关性,而植被生长对气温变化不存在明显滞后性、对降雨量变化的滞后期为1个月,即植被生长对气温的敏感性高于降雨量;(5)在植被生长季,不同土地覆盖类型的NDVI具有不同的特征: NDVI(林地)>NDVI(耕地)>NDVI(草地)>NDVI(建设用地)>NDVI(水体).     

干旱半干旱气候条件下夏季地表城市热岛特征与影响因素研究

利用MODIS土地利用产品提取城市建成区和郊区,以2013年6、7、8三个月的MODIS地表温度产品以及植被覆盖产品分析夏季甘肃省内干旱半干旱气候条件下的地表城市热岛特征,讨论影响地表城市热岛的主要因素。结果表明,在干旱半干旱气候条件下,地表城市热岛具有显著的昼夜差距与区域特点,表现为夜晚地表城市热岛强度大于白天;城市周围的农田、草地等生态屏障可以避免建成区地表被荒漠裸地直接包围,对于控制地表城市热岛具有重要作用,传统计算城郊温度差的方法对于衡量干旱半干旱气候条件下的地表城市热岛具有明显局限性;影响地表城市热岛的主要因素在一天中会产生变化,城郊植被覆盖度差异与夏季白天的地表城市热岛有显著相关性,夜晚地表城市热岛则可能与人类活动强度和人为热源排放有关。     

高原地区城市不透水面与地表温度时空分布研究

拉萨市作为高原地区的重要城市之一，其城市不透水面的变化及由此而产生的地表温度变化对脆弱地区的生态影响非常显著，因此，选取该市城区及周边郊区作为实验区，利用线性光谱解混和大气校正算法获得该地区2009—2018年城市不透水面盖度(Impervious Surface Coverage, ISC)和地表温度数据，同时结合温度贡献指数(Contribution Index, CI)讨论了高原地区城市不透水面与地表温度时空分布的关系，拟为长期监控高原地区的基础生态变化提供帮助.研究结果表明:(1)由于季节因素的影响，城市热环境对ISC的响应存在2种不同的模式:①冬季，ISC < 0.1的区域对城市热环境的贡献为正；ISC≥0.1的区域的贡献为负. ②夏季，ISC < 0.1的区域对城市热环境的贡献为负；ISC≥0.1的区域的贡献为正. (2)冬季，CI与ISC呈现负相关关系.夏季，当ISC < 0.5时，CI呈现下降的趋势；当ISC≥0.5时，CI呈现上升的趋势. (3)冬季，地表温度随着ISC的增加而缓慢下降；夏季，ISC对地表温度的影响表现为“V”形状.     

基于遥感数据的常州市热岛效应分析

【目的】对常州市近30年热岛变化特征进行分析,并且分析城市热岛强度与植被、水体以及其他土地覆盖类型之间的关系。【方法】以整个常州市为研究对象,利用Artis&Camahan 的辐射校正温度反演法进行了地表温度反演,分析了常州市1988—2014年的城市热岛效应及空间变化。【结果】常州市在近30年来城市热岛范围,城区主要热岛区域与建成区保持一致,大量的人工下垫面、高密度建筑等扩张,造成高温区逐渐增多,热岛效应也越来越明显。【结论】常州市的热岛分布特征与常州市的土地利用类型有较好的一致性。低温区主要集中在植被和水体的区域,植被能够有效地起到降温的作用。     

快速城市化过程中城市用地扩展驱动力研究

采用统计资料,利用SPSS(S tatistics Package for Soc ia l Sc ience)软件,对福建省1990年以来城市用地动态变化的影响因子进行主成分分析,并对城市人口变化、经济增长和城市环境改善等3个主要影响因子的内在作用机制进行了偏相关分析.结果表明,自1990年以来,福建省城市建成区面积呈直线上升趋势,年平均扩展速度约为24.38 km2.线性回归分析结果表明,福建省城市用地的扩展与城市人口和GDP增长都存在高度正相关关系;进一步通过对城市用地、城市人口和GDP三者进行偏相关分析发现,GDP增长更能解释城市用地的扩展,经济增长是城市用地扩展最为根本的驱动因子.随着社会经济发展和居民收入的增加,人们对城市居住环境的要求不断提高,也成为促进城市对土地需求的重要因素.     

中国城市空气质量与土地集约利用的匹配关系及影响因素

 从空间匹配角度探究空气质量与土地集约利用的相互作用关系及影响因素,对缓解空气污染、创新城市节约集约用地新模式具有重要意义。利用趋势面、空间自相关、重力模型、空间错位模型、灰色关联度模型等方法对全国290个地级及以上城市空气质量与土地集约利用水平的空间分异规律、空间匹配关系及其驱动因素进行探讨。结果表明：（1）2017年全国城市空气质量在空间上呈现出以冀中南城市群为核心向外逐渐好转的中心-外围结构,集聚特征显著;全国城市土地集约利用水平在空间上呈现出以京津冀、长三角、珠三角城市群为核心向外扩散的多核空间结构,集聚特征亦比较明显。（2）全国城市空气质量与土地集约利用水平在空间上存在不完全协同、匹配现象,负向错位区主要分布在京津冀和长三角城市群,错位强度呈核心-边缘的空间结构,正向错位区分布在东北、西南、西北和南部沿海地区,错位强度呈现出由东南向西北方向递减的空间分布格局;空间错位贡献度具有明显的地域差异性,东部地区尤为突出。（3）全国城市空气质量与土地集约利用两系统总体关联度较强,其中影响空气质量的污染物浓度以及影响土地集约利用的归一化植被指数（NDVI）、建成区绿化率和地均工业废水排放量等因素为造成两系统空间错位差异的主要原因。     

2002-2018年北京市通州区城市热岛(冷岛)效应时空分异规律及其影响因素

北京市通州区于2015年正式成为首都市副中心。截止至2018年,已有大量的人口、工业、商业迁入通州区,使得人为活动大大增加。人为活动以及下垫面的变化会影响通州区地表温度的时空分布。为了给通州区今后的发展进行指导,本文通过MODIS数据和气象数据,得到北京市通州区城市热岛（冷岛）效应的时空分异规律,分析了地表温度和归一化植被指数（NDVI）及气象要素之间的关系。结果表明：北京市通州区1951~2018年的四季气温呈显著上升趋势;城市热岛（冷岛）与环境要素关系密切,归一化植被指数与地表温度呈显著负相关,这表明通州区的植被分布对热场具有调节作用;城市热岛比例指数与平均气温、平均相对湿度呈负相关（相关系数分别为0.012和0.119）;城市冷岛比例指数与平均气温、最大风速呈正相关（相关系数分别为0.186和0.089）。说明随着通州区平均气温的升高,通州区热岛现象减弱,城市冷岛现象增强。通州区最大风速的增加对城市冷岛现象有增强作用。通州区平均相对湿度的增加对城市热岛现象有削弱作用。可见该研究结果可以为北京市通州区城市规划和生态城市建设提供依据。     

植被、不透水面、水体对喀斯特城市地表热场影响

针对桂林喀斯特城市快速扩展所引发的热环境和热岛问题,对1989年和2006年TM卫星图像利用模型反演地表温度、植被指数NDVI、不透水面率ISA和水体指数MNDWI,分析植被、不透水面、水体等3个因素时间和空间变化对地表热场的影响机理。结果表明,地表温度与NDVI、MNDWI呈明显的负相关关系,与ISA呈明显的正相关关系;1989--2006年研究区NDVI大于0．4的中高植被覆盖区由76．89％大幅度降低到32．65％,NDVI低于0．2的无植被覆盖区由4．01％大幅度升高至17．15％,水体面积由3．87％降低到1．95％;ISA大于0．9的高不透水区域由12．1％大幅度升高至32．1％,导致地表温度高温区和次高温区由7．9％大幅度升高至15．9％,低温区和次低温区由61．8％大幅度降低到38．9％,热岛现象明显增强。连续大面积的不透水面是产生喀斯特城市热岛效应的直接原因,而喀斯特山峰植被、城市林地与行道树、城市中江湖等较大水体,对喀斯特城市热岛效应的缓解具有非常重要的作用。