鄱阳湖区地表温度反演以及时空变化特征

利用3期秋季Landsat系列遥感数据对鄱阳湖区地表温度进行反演,并对反演数据进行归一化处理。从自然因素方面和人为因素综合分析18 a鄱阳湖区的温度时空变化特征。结果表明:1)2000年地表温度等级图显示湖区范围内地表温度较良好;2007年鄱阳湖区地表温度出现异常,极高温区出现在鄱阳湖西北岸,鄱阳湖周围均出现次高温区,城镇地区主要以次高温区为主;2018年的地表温度等级以次高温区为主。2)从2000-2018年,鄱阳湖核心区主要以次高温区和中温区为主,极高温区和高温区随着城镇地区的分布特征而变化,极低温区出现山部地区,中温区较大幅度减少,次高温区分布范围明显增多。热岛现象以鄱阳湖为中心呈放射性扩散。这也说明在三峡大坝蓄水后,对鄱阳湖区的地表温度产生了很大的影响。3)植被覆盖度与地表温度呈负相关关系,地表植被覆盖度越好温度越低。海拔与地表温度从整体来看也呈负相关关系,海拔越高地表温度越低。但次高温区、高温区和极高温区的海拔较中温区偏高,但差距不大。地表温度反演结果对鄱阳湖区生态保护规划及粮食保护具有一定的意义。     

宝鸡市区地表温度反演与城市热岛分布格局时空演变研究*

目的反演宝鸡市市区的地表温度,定量分析研究近20年来研究区热岛效应的时空演变和分布特征,以缓解城市环境问题和合理规划未来城市的发展。方法利用1995-2015年Landsat 5TM和Landsat 8TIRS影像数据和气象台站资料,采用GIS和RS技术,实现对渭河阶地型城市——宝鸡市地表温度(LST)的反演,并在此基础上进行热岛分布格局的时空演变研究,分析LST与NDVI,NDBI的空间对应关系。结果与结论宝鸡市存在明显的城市热岛效应,热场分布及延伸与宝鸡市空间扩展布局相一致,热岛范围呈逐年增长的趋势,低温区和次中温区面积减小,相应的次高温和高温区面积增加,热岛强度明显增强。在渭河阶地型城市的空间格局上,地表温度与NDVI呈负相关关系,与NDBI呈正相关关系。     

基于遥感反演的喀斯特地区城市热岛效应与叶面积指数相关性分析——以贵阳市为例

探讨城市热岛效应与叶面积指数相关性,为缓解城市热岛效应提供科学依据。采用2002年Landsat TM、2013年Landsat OLI/TIRS数据,利用遥感反演技术,提取研究区地表温度和叶面积指数,分析两者在不同岩性条件下的相关性。研究表明:2013年相较2002年高温区、次高温区面积增长,中温区、次低温区、低温区面积下降。研究区地表温度与叶面积指数呈显著负相关,相关系数最高为0.718,最低为0.620。岩性对城市热岛效应与叶面积指数相关性无明显影响,城市热岛的分布规律及强度等级与叶面积指数在次低温区至高温区呈现负相关。叶面积指数变化对地表温度影响存在差异性,叶面积指数上升不会造成地表温度明显变化,叶面积指数下降将对地表温度造成较大影响。     

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.     

基于MODIS数据的济南市城市热岛效应时空特征

根据2001-2012年MODIS/Terra和MODIS/Aqua两颗卫星八天的地表温度数据产品MOD11A2,结合GIS技术,分析了地表温度昼夜、季节和年际变化,得到了济南市热岛效应的时空变化特征.结果显示:济南市呈现出"一强一弱"两个热岛中心并存的热岛格局,同时夜间的热岛效应相对昼间较强,在空间分布上夜间热岛中心更加集中;春夏两季热岛效应最强,冬季最弱;近12年来济南市高温区面积没出现明显扩张,但夜间热岛效应有所增强,南部和北部低温区面积显著减少,形成多个次级热岛中心.研究结论对认识济南城市热岛时空变化特征及改善城市人居气候环境策略制定具有重要意义.     

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。
     

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。     

郑州城市热岛时空演变特征

利用2007—2016年的MODIS地表温度数据,运用3S技术分析郑州城市热岛效应的时空演变特征.结果表明:(1)郑州地表温度高值区和中等热岛区位于市区和郊区行政中心,下垫面山体和水体对地表温度的增长有一定的缓解作用;(2)郑州夜间的热岛强度强于白天,白天仅存在中等热岛区和弱热岛区,夜晚有极强热岛区和强热岛区存在;(3)郑州春季的热岛强度最强、夏季次之、秋冬最低,白天的热岛强度按照春、夏、秋、冬依次降低,夜间的热岛强度春夏强、秋冬弱;(4)近10年郑州的热岛强度呈现增长趋势,极强热岛区范围明显扩大.     

基于TM/ETM+的城市热岛景观分析

研究利用TM／ETM＋数据，在对福州市1989年和2001年两期数据分别进行温度反演并分级基础上，利用景观生态学知识对福州市热岛的时空格局进行了量化对比分析，结果表明：12年间，伴随着福州市城市化进程加快城市热岛范围大幅增加，1989年的城市次高温区、部分中温区沦为2001年高温区和次高温区．另一方面，由于城市绿化及新城区的合理规划布局，城乡之间热岛强度有所减缓．     

基于Landsat TM的地表热环境对城市扩展的响应——以重庆市南岸区为例

重庆直辖以来,城市建设步入高速发展阶段,城市热岛效应已成为城市生态问题的热点。以重庆市南岸区为例,以1988、1993、2000、2007年和2010年5个时期的遥感和矢量数据为基础,在RS和GIS的支持下,通过对南岸区建设用地重心转移、地表温度变化、热岛中心转移进行动态研究,分析了研究区建设用地重心转移过程、地表温度空间分布差异以及热岛中心运动特点。结果表明:研究区在22年间,建设用地扩展明显,重心逐渐向东南方向转移,且转移速度逐年提高;地表温度空间分布格局变化明显,城市热岛现象日益显著;城市高温区下垫面多以建设用地为主,城市低温区下垫面多以水域和高植被覆盖为主;城市热岛中心空间变化与建设用地重心空间变化具有较高的一致性。研究成果可为城市规划与城市生态环境保护提供决策参考。     

一种城市热岛强度的计算方法——以合肥市为例

城市热岛是指城市化过程中城区高空以及近地面大气温度高于城区以外郊区的现象。城市热岛强度是城市热场分布的重要表达手段,目前,对专门研究城市热岛强度的计算方法讨论较少。本文利用Landsat5数据,基于遥感相关理论,以合肥市为例,反演出城市地表亮温,同时引入城市形态分维理论,使用改进的半径法对合肥市的城市热场状况进行研究,发现亮温的水平分布在城市建成区与非城市建成区间有突变现象,并以此分析城市热力场的空间分布,得到热岛强度计算公式,从而得出城市热岛强度的表达方式。在城市热岛强度计算过程中,着重考虑了城市热场分布特征,克服了在研究城市热岛时寻找郊区气温值的困惑,这对于城市热岛强度的表达研究具有一定的指导意义。     

城市扩张对区域生态安全格局影响研究——以合肥市为例

城市用地空间扩张对生态环境的影响映射出人类社会活动和生态环境保护之间的交互作用，系统地研究城市空间无序蔓延所诱发的城市土地利用方式变化对城市生态环境的影响程度，对助推我国生态文明建设目标具有重要现实意义。为探究合肥市城市扩张对生态安全格局的影响程度，综合运用生态遥感指数、最小累积阻力模型、电路理论和斑块生成土地利用模拟模型，构建合肥市生态安全格局，识别生态夹点和生态障碍点，再从模拟验证的基础上（总体精度为94.71%，Kappa系数为90.04%，Fom值为0.102），预测了2030—2040年的城市扩张，并根据预测结果探讨城市扩张对区域生态安全格局影响程度。研究发现：合肥市生态环境质量整体呈现南高中低的分布格局，识别出合肥市生态源地共计35处，源地间活跃生态廊道70条，非活跃廊道共17条，生态夹点290个，生态障碍点112个。2020—2040年合肥市城乡、工矿居民用地、林地、水域和未利用土地面积将不断增加,而耕地以及草地面积将持续减少。2020—2040年期间城镇建成区分别侵占了生态廊道、源地、夹点、障碍点面积为55.95km2、10.51km2、1.04 km2、1.35 km2。研究结果可为今后快速发展城市的生态环境治理和国土空间生态保护修复工作提供理论依据和技术参考。     

合肥市城市形态特征及其演化

基于1987年、2000年和2006年合肥市Landsat5/TM遥感图像,在城市建设用地信息提取的基础上,根据分形理论,用半径法研究了合肥市的城市形态及其演化,发现合肥市城市形态具有分形性质,且存在双标度特征.从1987年到2006年,标度区间空间转折点变化不大,仅从5.5 km扩展到7.0 km,第一标度区的聚集维分别为1.765 9、1.922 6和1.915 9,第二标度区的聚集维分别为0.562 4、1.004 1和1.206 2.通过分析认为内城区城市功能过于集中,长期的填鸭式建设导致城市用地密度过大;外围区城市用地面积一直在增大,而其分形特征减小是人为因素的干扰改变了城市自行发展的结果.研究结果可为合肥市的长远规划提供参考.     

城市土地利用的热环境效应研究——以宁波城区为例

选取宁波城区为研究对象,利用高分辨率的QUICKBIRD多光谱影像数据与Landsat ETM 热红外波段数据探求城市地区土地利用类型的热环境效应。采用剖面分析方法表征宁波城区的热环境空间分异状况;通过热环境效应总体贡献指数与面积加权贡献指数定量分析各种土地利用类型对城市热环境的正负效应。结果表明宁波城区存在热岛效应,建设用地内部地表温度差异明显;工矿仓储用地、平房住宅、交通运输用地、未利用地与公共建筑用地对宁波城区热环境效应具有正向贡献,其中工矿仓储用地最为明显;水域、农用地、生活居住用地和城市绿地对于城市热环境效应具有减缓作用,其中水域最为显著。     

重庆主城核心区地表温度与绿地乔木基干横断面积和相关性研究

利用热红外波段资料反演主城区地表温度,结合实地典型样地抽查,对绿地内乔木基干横断面积和与主城核心区地表温度进行相关分析.结果表明:在重庆市主城核心区以内的大范围内,在有损估计的情况下,地表温度(y)和乔木基下横断面积和(x)之间满足线性关系:y=0.463x+37.991(R=0.964 R2=0.930 SigniF=0.000(<0.01)),即在主城核心区每公顷绿地中乔木基干横断面积和增加1 m2,绿地内地表的温度可降低0.46℃,并对松树桥立交桥、北环立交及嘉陵江大桥北引桥下绿地进行实地观测分析,通过增加绿地内乔木基干横断面积和,可有效缓解区域内热岛强度.     

DMSP夜间灯光数据与Landsat数据结合的建成区提取研究——以江西省为例

建成区面积代表着城镇用地水平和发达程度,其变化反映了城市扩张强度和经济发展水平.该文以江西省为研究区域,提出了一种Landsat TM/ETM＋光学遥感影像与DMSP/OLS(Defense Meteorological Satellites Program/ Operational Linescan System)夜光数据相结合的建成区提取方法,提取精度达到89.7%;利用长时序提取结果分析了江西省1995年～2014年的城市建成区扩张情况,结果表明江西省近20 a间建成区面积增加了1 276.33 km2,扩张率达423.99%.综合分析建成区提取结果与经济统计指标,结果显示江西省的建成区面积扩张与经济发展存在显著正相关关系(R2＝0.62);鄱阳湖生态经济区建立后,区域内城市的建成区建设速度和经济发展速度明显加快.     

城市地域地表温度与土地覆盖定量关系分析

利用Landsat TM影像,以合肥市区为研究区,采用最大似然法对合肥市影像进行土地覆盖分类,同时反演合肥市地表温度,然后计算NDVI(归一化差异植被指数)、MNDWI(改进的归一化差异水体指数)、NDBI(归一化差异建筑指数)和NDBaI(归一化差异裸土指数)4种指数.在此基础上,对合肥市城市热岛的空间分布特征、地表温度与土地覆盖类型以及各种影响因子之间的关系进行定量研究分析.结果表明,不同土地覆盖类型的地表温度存在较大差异,建筑用地和裸地是城市热岛强度的主要贡献因素,植被和水体具有较好的降温作用.地表温度与4种归一化指数的回归分析表明,它们之间存在明显的相关性.     

佛山市禅城区景观格局粒度效应分析Ⅰ——景观制图与景观指数选取

以佛山市禅城区作为研究对象,在其土地利用分类基础上,利用GIS软件、景观格局分析软件(Fragrats3.3)和Excel软件,从景观水平和斑块类型水平上分析了粒度变化对禅城区、老城区和南庄镇3类景观格局的影响,并对比分析南庄镇和老城区在不同粒度下的尺度效应,寻找不同景观的适宜分析粒度,从而为选择适宜粒度进行景观指数的计算和尺度转换提供理论依据。结果表明,景观指数具有粒度效应:在景观水平上,禅城区的适宜尺度为5、20～40和120～140 m区间,老城区的适宜尺度为10、20～40和120～140 m区间,南庄镇的适宜粒度为5、70、110 m;在斑块类型水平上,禅城区和老城区的适宜粒度均为10或120～140 m区间,南庄镇的适宜粒度大致是粒度为10、20或120～150 m区间。