基于互联网地图服务和Ga2SFCA的天津市中心城区公园绿地可达性

基于互联网地图服务数据,采用高斯型两步移动搜寻法(Ga2SFCA),以居住区为评价单元,通过设置4个不同的搜索半径对天津市中心城区的公园绿地可达性进行了测算及敏感性分析,探讨公园绿地可达性的变化规律,同时采用空间自相关分析探讨了街道尺度绿地公园可达性和人口密度的关系.结果表明:天津市中心城区公园绿地整体可达性水平较低,14.5%的居民无法在15 min内抵达公园绿地;公园绿地空间布局不均衡,西南部西青区和南开区绿地公园面积和人均面积远高于其他区域,不同居住小区间可达性差别较大;随着搜索半径的增大,公园绿地的可达性有改善的趋势,将公园绿地的服务半径由15 min增大到30 min后,可达性为一般及以上的居民人口比例由30.69%提升至65.34%;搜索半径越大,可达性值域的变化幅度会变小,公园绿地服务的可达性差异降低;高人口密度-高可达性聚类和低人口密度-高可达性聚类区域主要分布在中心城区南部的12个街道,高人口密度-低可达性和低人口密度-低可达性聚类区域主要分布在中心中部北部的21个街道.     

城市公园对城市热环境的降温效应——以天津市为例

为了解城市公园对城市热环境的影响,基于Landsat8遥感影像,通过反演天津市区地表温度和分析各公园的缓冲区,研究天津市市内六区公园的特征要素对周围环境的降温效应.结果表明:一方面,不同公园的降温范围、降温幅度和降温速率有所不同,各公园降温幅度与距离均近似成拟合二次多项式.另一方面,不同的公园特征要素对周边环境的降温效应存在差异,其中公园的绿地比例与降温范围、降温幅度和降温速率相关性最大,且二者呈拟合二次多项式.     

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。     

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。     

太原市城区绿地景观空间格局分析

选取太原城区为研究区域,以1∶2.5万彩红外航空影像为信息源,应用VIRTUOZO对影像进行解译,在MAPGIS界面下根据解译结果提取研究城区绿地缀块信息,并建立数据库.在此基础上,对8种绿地类型的缀块大小、形状以及整体格局进行定量分析,研究结果表明:(1)城区绿地缀块大小分布极不均衡,8种类型都是以小缀块为最多,单位附属绿地和公园绿地占总面积的比例最大,优势相对较强;(2)居住绿地与圆形最接近,形状较紧凑;行道树和防护绿地与圆形相差最大,形状较松散;(3)各种绿地类型面积差距不大,均匀度较高,优势度较小.居住绿地的破碎化程度最大,公园最小.城市村落分离度最大,单位附属绿地和居住绿地分离度最小.     

喀斯特山区城市绿地对热岛效应的缓解作用——以贵阳黔灵山公园为例

城市绿地有一定的调节温度的能力,是缓解城市热岛的有利途径之一。选取黔灵山公园作为研究对象,基于Landsat 8遥感影像反演4月、9月、12月的地表温度,分析公园周边温度情况。研究表明,由于地表物体差异、地形以及风向等影响,公园在各个方向的降温效果不同;在建筑物集中地区,在一定范围内公园周边与公园边界温差和距离呈现正相关的关系;在水体和植被分布地区,公园与周边温度差可为负值;在三个时期中,公园在9月降温效果最佳,4月次之,12月最差;公园周边的水体、黔灵山公园以外植被、高层建筑物有降低地表温度的作用,可以加强黔灵山公园的降温效应。     

基于Landsat8的天津地区夏季城市热岛区分布特征研究

为掌握城市热岛区的分布特征以寻求缓解城市热岛效应的可行方法,选取2013年7月24日和8月25日两景Landsat8天津地区遥感影像,采用单窗算法反演地表温度,并在此基础上,利用Senanayake等提出的方法确定夏季城市热岛区,分析热岛区与植被和水体的关系.结果表明:研究区夏季地表温度平均值约为31.5℃,以中温区和较低温区为主;热岛区的地表温度在36℃以上,所占区域为研究区面积的6.12%,且空间分布不均,呈现市区和塘沽中东部2个中心,景观格局呈零星状和组团状,热岛区斑块面积相差较大;结合实例采用空间叠加法分析热岛区与植被和水体的关系,发现热岛区内几乎无植被和水体分布,说明水体和植被对热岛具有缓解作用.     

北京中心城区绿地景观空间可达性分析

城市公园绿地是脆弱的城市生态系统中最接近自然的元素,其景观结构及可达性程度可以体现出为居民提供绿色服务的能力大小。运用景观生态学的原理结合两步移动搜寻法及可达性理论,对北京中心城区公园绿地景观斑块特征、空间结构度量进行了研究和分析,并以行政单元为单位对北京城区绿地景观可达性进行研究分析。结果表明,1)公园绿地斑块个数以小型斑块为主,斑块面积大于100 000 m~2的大型斑块虽然个数较少,却是构成城市公园绿地景观的主体。空间分布上,城区北部大型斑块的数量和面积构成具有绝对优势;2)城区公园绿地景观总体表现为类型较丰富、信息量高、面积和分布不均匀的特征。景观形状相对规则,体现出人类活动极强的干预性;3)北京城市公园绿地景观可达性好的区域相对集中,由西二环周边不断扩张到四环内,"空心化"区域逐步缩小至东北三环周边3个街道;4)可达性水平空间上呈现出N字圈层形态;5)大型公园绿地斑块对周边绿地可达性影响较大。     

北京城区地表水体对城市热环境的调节作用分析

通过地表温度和近地气温数据分析地表水体对北京城区昼夜热环境的调节作用.首先基于Landsat遥感影像提取研究区内的土地覆盖,结合MODIS日间、夜间地表温度产品,利用回归分析的方法定量分析地表水体对北京城区地表温度的影响.其次,使用WorldView-2高分辨率影像精确提取北京城区水体的边界,结合自动气象站观测的逐小时近地气温数据,在城市尺度上利用回归方法定量分析气象站周边300m、500m和1 000m缓冲区内的水体对气温的影响.结果表明:①水体在日间降低地表温度作用显著,水体比例增加1%时,地表温度可降低0.08±0.03K,其降温作用要大于植被,在夜间水体则呈现增温效应;②地表水体在城市尺度上对城区近地气温的影响结果不显著,这主要是由于北京城区内地表水体面积较小且分布不均,但缓冲区内水体比例较高的站点比起比例低的站点观测到的日间近地气温有明显下降,且昼夜温差也较低.地表水体可作为提高城市居民热舒适度的有效工具.研究结果可为北京城市热岛的治理和宜居之都的建设提供一定科学参考.     

上海中心城区河流及水体周边小气候效应分析

选择上海中心城区6处不同类型的城市河流及水体,对其周边环境进行了温度和相对湿度的实地监测.由于水体小气候效应受到诸多因素的影响,本文通过比较各水体不同季节上下风向的温湿特征及人体舒适度效应,初步分析城市河流及水体周边的小气候效应,并探讨其主要影响因素.研究表明：（1）水体面积是影响其小气候效应的重要因素,在不同季节的实测期间,长风公园银锄湖下风向温度比上风向低1～3 ℃,相对湿度高6％～14％.（2）水体周边的建筑物布局影响水体小气候效应,中远两湾城内密集的高层建筑,改变空气自然流动状况,〖JP2〗从而影响附近的苏州河在自然环境状态下应产生的小气候效应.（3）“水绿”复合生态系统有利于河流水体小气候效应的发挥,潍坊公园附近的张家浜两岸具有开阔的绿化空间,在实测期间,上下风向的温差为1.5～2 ℃,湿度差为4～8％,人体舒适度作用较显著.（4）喷泉等人工设施强化了水体的小气候效应,实测期间太平桥绿地人工湖在喷泉开启时比关闭时上下风向温差大0.3 ℃、相对湿度差增加4％.（5）水体在暖热的春夏季比寒冷干燥的冬季具有更加明显的人体舒适度效应.     

基于多源卫星资料的太原市城市热岛效应分析

“十五”以来,太原市建成区面积不断扩大,人口数量不断增加,人为活动以及下垫面的变化会影响太原市地表温度的时空分布,城市热岛现象也随之发生变化。为了对太原市今后城市发展及生态文明建设提供科学依据,利用Aqua/MODIS、数字高程、土地利用分类、城市灯光等多源卫星资料计算太原市2003～2019年城市热岛强度和城市热岛比例指数,分析太原市城市热岛效应时空变化特征,并结合高空间分辨率的Landsat8数据分析太原市热岛区和冷岛区下垫面特征。结果表明：2003～2019年,太原市辖区各县（市、区）城市热岛效应较强的月份主要发生在7月～9月,且多在8月城市热岛效应最强,辖区各县（市、区）中小店区城市热岛效应最强;近20年来,太原市辖区各县（市、区）城市热岛强度变化趋势不同,南部的小店区、晋源区和清徐县城市热岛强度整体增加趋势明显且逐渐相连成片,在今后城市发展中应重点关注,北部、东北部和西南部郊区的强冷岛区域的面积增加显著,有效缓解了所在县（市、区）的热岛强度;在城市发展建设中,注意金属、混凝土或塑胶等建筑吸热材料对局部热岛效应的加强作用,可通过大面积水体、植被等缓解局部地区热岛效应。     

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。     

基于绿化指标的城市绿地降温效应研究进展

城市化使城市下垫面属性改变，人工表面取代自然地表，导致室外热环境恶化，其形成的城市热岛效应引发的异常气候问题严重危害人类的生命健康。研究已证实植被可以通过遮荫和蒸腾等作用产生降温的生态效益，但其产生的生态效益与植被的规模或种类或分布方式等之间的联系仍没有明确量化掌握。目前，通过不同指标对绿地特征进行概括，从而精准量化绿地对室外热环境的调节作用已成为研究重点。对绿地面积、绿化覆盖率、绿地率、乔木覆盖率、三维绿量以及天空可视度六种指标调控室外热环境的研究进行综述：首先分析各绿化指标之间的区别，并分别论述各绿化指标与热环境相关研究，总结各指标在量化降温效应的特点及局限性。之后提出绿化指标互补量化研究方法，从三维空间视角为完善绿量指标研究提出三维绿量体以及三维绿量体与热环境关系研究的相关方式，从而精确地对三维绿量在空间中地具体分布进行表达，更加真实地反映绿地的植被特征。根据以往针对三维绿量的研究提出三维绿量阈值，结合三维绿量的空间分布及树种差异性，挖掘影响绿地降温效应的潜在影响因素，以便更好地量化绿地降温效果，充分发挥城市绿地的生态效益。最后论述绿视率这一新的量化指标在量化绿地降温效应的潜力，以期推动绿视率与热环境相关研究。     

石家庄市主城区热岛特征及变化分析

城市热岛效应是城市化进程带来的突出问题。基于Landsat数据和辐射传导方程法反演出地表温度,分析2004-2020年石家庄市主城区热岛变化,结合土地利用和标准差椭圆得出热岛扩张情况,并研究地表温度与归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、建筑指数(Normalized Difference Built-up Index,NDBI)和温度植被干旱指数(Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI)的相关性,为国土空间优化布局提供理论依据。结果表明,2004-2020年平均地表温度、最低地表温度均有所升高;热岛主要集中在市中心、鹿泉区、藁城区和栾城区的城镇点,以及铜冶镇,建筑用地和热岛扩张趋势一致,并向着西北和东南方向扩张;地表温度与NDVI呈现负相关,与NDBI、TVDI呈现正相关,建筑用地是地表温度升高的主要因素之一,植被覆盖度和地表湿润度可以调控地表温度。     

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。     

城市水体对热岛的消减效应——以南京市为例

以南京市为研究对象,利用2013年8月11日的Landsat8TIRS热红外数据,基于大气校正法反演地表温度;结合土地利用现状数据,定性分析南京市热岛的空间分布;利用缓冲区分析、剖面分析,定量分析河流、湖泊等城市水体在周边不同范围内对城市热岛的消减作用.结果表明:利用大气校正法可准确反演出南京市地表温度空间分布;南京市热岛主要出现在人口密集、工业发达地区;城市水体在300m范围内可以显著消减城市热岛现象,地表温度由水体向周围递增;城市河流比湖泊对城市热岛的消减效果更显著.     

基于Landsat 8影像的南京市热岛效应对植物物候的影响

【目的】在城市化高速发展的今天,城市热岛效应显著。城市绿地可以有效地缓解城市热岛效应,城市热岛由于长期高温作用也会对绿化植物的物候产生影响。该文旨在基于遥感数据,通过对比城市热岛区和非热岛区的植被物候特征研究城市热岛效应对城市绿化植物物候的影响。【方法】对Landsat 8影像数据进行地表温度的反演,划分地表温度等级,对地表温度进行空间分析确定热岛区域,进而选取热岛区域及热岛区和非热岛区植被,并使用中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据作出热岛与非热岛区植被的归一化植被指数(NDVI)曲线,以此分析对比热岛区和非热岛区植被物候的差异。【结果】南京市热岛区植物生长季开始的时间(SOG)比非热岛区早,而热岛区植物生长季结束的时间(EOG)比非热岛区晚; 热岛区植物生长期比非热岛区植物生长期长20 d。此外,研究结果还表明夏季热红外影像更为适合划分热岛区。【结论】绿化植物适应长期城市热岛效应高温的表现为生长季开始的时间提前,结束的时间推后,整个生长季的时间加长。     

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。     

基于遥感的城市热岛效应研究——以广州市为例

随着城市化的迅速发展,城市热岛效应的影响变得日益严重。利用广州地区的Landsat 7 ETM＋影像,对热红外波段数据和多光谱波段数据分别进行处理和解译,结合GIS数据,以天河区和番禺区为典型样区分析不同的用地结构与热导效应的相关关系。结果显示热场变化与城市集聚程度有明显的关系,下垫面土地覆被类型是主导因素,热场的强度由高到低依次为：工业区、城市中心区（商业区）、居民区、郊区。