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。     

基于空间误差的道路交通事故影响因素分析

在考虑空间依赖性的基础上,分析影响城市道路交通事故数量的因素.将研究区域划分为若干面积相等的小区并对小区的交通事故数量及相关属性进行提取,以是否位于环路内、是否有快速路通过、小区内学校和大型医院数量等共11个变量作为影响交通事故的潜在因素,分别建立了交通事故数量的OLS模型、空间滞后模型和空间误差模型,并进行对比.结果表明,三类模型中考虑空间相关性的空间误差模型最优;有医院或学校的区域交通事故相对较多,且医院周边区域的交通事故量最多;大型客运站区域的交通事故量相对较少,这可能是由于大型客运站多位于城市外围所致.     

城市热岛研究中地表温度与植被丰度的耦合关系

城市热岛遥感研究传统上应用归一化植被指数(Norm alized D ifference Vegetation Index,NDVI)作为植被丰度(vegetation abundance)的指示,并用于耦合地表温度与植被之间的关系.文章探讨了运用光谱混合模型获得的植被比例(vegetation fraction)作为植被丰度指标的一种选择,以2000年9月14日获得的122/44景ETM 截取的广州市海珠区作为验证影像,运用最小二乘法将变换的影像分解成三个分维影像,即绿色植被、非渗透性表面和水体.结合最大似然分类和决策树算法的混合分类处理,将比例影像进行土地覆盖分类.结果表明,地表温度与分解的植被比例的负相关关系比地表温度与NDVI的负相关关系要高出几分.由此说明,地表温度结构的空间变异无疑与归一化植被指数和植被比例相关,不同土地覆盖类型的热辐射与植被动态的相互影响导致地表温度在光谱辐射率和结构上的变化,这些变化在别的影像中也有表现,这是城市热岛空间格局形成的原因.     

滇中高原山地城市群空间格局演变及驱动机制

云南省作为典型高原山地区域,地质环境多样,生态环境脆弱,自然资源约束明显,山区城镇化的快速发展引发的空间结构问题突出。结合滇中高原山地地理环境和城市发展特点,从空间结构、空间联系和用地扩展三方面,构建高原山地城市空间综合评价模型,研究1994、2002、2010、2018年滇中城市群的空间格局演变特征及驱动机制。结果表明：1994-2018年期间,城市群逐渐呈现出高首位度、高紧凑度的“单核结构”关系,城市用地扩展则呈现出“快速规则扩展—快速不规则扩展—慢速规则扩展”的用地变化过程,用地的形态特征也对应呈“单点外延—多点外延—单点填充”的三阶段。城市群由“单中心”向“一主多副”的等级结构转变。城市群空间格局的演变主要受地形、交通道路网络、经济产业结构和政府调控因素的影响,呈现出政府主导、经济驱动、环境约束的特征。应倡导创新发展理念,建设创新型经济综合体;重整、优化道路空间资源,加强资源要素流动;完善刚性生态保护规划以增强约束,强化“三线”的统筹管控。     

城市地表热环境与景观格局的关系——以深圳市为例

利用深圳市2009年10月的TM影像和土地利用数据,通过地表温度反演、温度差异分区和叠图分析方法,研究土地利用类型和结构与地表热环境分异特征之间的关系,同时使用不同温度分区样地调查与景观格局分析方法,探讨城市景观格局与地表热环境之间的关系。结果表明:1)不同温度分区的土地利用结构差异显著,景观格局特征分异明显,中温区景观的破碎化程度最高、形状最复杂,冷岛区景观的异质性最低、形状简单聚集程度高;2)不同温度分区的景观格局特征与温度的相关关系也截然不同,热岛区的景观整体格局指数与地表温度呈负相关,在冷岛区为正相关关系;3)绿地、水域等土地利用类型的面积百分比及格局指数在冷、热岛区域与地表温度的相关关系差异显著,并且对地表的降温效应显示明显的阈值特征。研究城市景观格局与地表温度的关系,有助于深入理解土地利用格局对城市地表热环境的影响,可以为城市景观格局优化、缓解热岛效应提供基础研究支持。     

城市电动自行车违规充电隐患的空间分布及其影响因素

利用深圳市光明区网格化城市管理系统上报的电动自行车违规充电隐患数据,采用空间热点分析和空间误差回归模型,分析违规充电隐患的空间分布规律及其影响因素.结果表明,用地类型、就业情况、生活设施和交通条件等城市空间要素与电动自行车违规充电行为有不同程度的相关性:1)电动自行车违规充电行为存在一定程度的空间自相关,大多数违规充电...     

A kernel-driven model of effective directional emissivity fornon-isothermal surfaces

Land surface temperature (LST) is a key geophysical parameter that reflects the combined effects of land surface energy and radiation balance. Remote sensing of LST, however, requires understanding the directional patterns of thermal emission from heterogeneous land surfaces. Recently, semi-empirical, linear, kernel-driven models have been successfully used to describe observed directional patterns of land surface reflectance. Following a similar methodology and based on a recent model of the physics of directional thermal emission from heterogeneous land surfaces, a kernel-driven semi-empirical model for thermal emission is developed using three kernels: (i) an isotropic kernel, corresponding to the gray-body component in a heterogeneous pixel; (ii) a two-layer canopy kernel, derived from a previous conceptual model; and (iii) a geometric optical kernel that accounts for the fact that sunlit parts are hotter than shaded parts in a pixel. The three-kernel model fits 1997 airborne directional thermal brightness data over Avignon, France, very well.     

空间异质模型在城市扩展模拟中的应用与评估

以南京江宁区为例，基于遥感影像及其他数据，利用空间扩展模型和地理加权逻辑回归模型对研究区1999-2010年间的城镇用地扩展的影响因素进行有效检验与分析，探索其空间异质性特征.结果表明：1) 空间扩展模型与地理加权逻辑模型分别可解释研究区历史时期57%和64%的城镇用地转变，二者的解释能力在logistic模型基础上 (51%) 得到显著提升，有力地辩驳了全局回归模型的系数稳定性假设；2) 较之于空间扩展模型，地理加权逻辑回归模型更能有效刻画城市增长影响因素的空间非平稳性特征，更能够适用于研究区的城镇用地扩展模拟研究；3) 邻近变量中的DIS2INDU，DIS2ORD及DIS2CENT，邻域变量中的DENURBAN以及政策变量中的DENLANDP是研究区城镇用地扩展的关键驱动因素.     

Estimation of net surface shortwave radiation from land surface temperature in regional scale

The method to estimate NSSR (net surface shortwave radiation) from LST (land surface temperature) in regional scale is discussed. First, an elliptical model between the time series of normalized LST and NSSR was developed using the daily evolution of LST and NSSR. Second, time series of LST and NSSR were simulated by common land model (CoLM) and were proved to be of high accuracy. On the basis of these, a non-linear least square ellipse fitting using the genetic algorithm method was used to fit the normalized LST and NSSR. Finally, LST was inverted using MODIS (moderate resolution imaging spectroradiometer) data with the split-window algorithm, and the regional NSSR was then estimated with LST and an elliptical model. The validation result shows that the derived average NSSR of 50×50 pixels of MODIS data was quite close to the observed data, and the distribution was reasonable, which indicates that the proposed method was capable of estimating NSSR on a regional scale.     

存量发展阶段城市更新模式对商品住宅价格的影响—— 基于深圳样本的实证研究

聚焦城市的商品住房市场, 通过对竞标地租模型的推演, 尝试解释城市更新模式对商品住宅价格的影响机制。以深圳为研究对象, 利用多元回归分析, 实证住宅价格的影响要素与变化规律。结果表明: 1) 不同的土地开发模式会造成商品住宅的价格差异; 2) 相对于土地出让模式, 城市更新会降低商品住宅价格, 抑制住宅因区位变化对价格产生的影响; 3) 随着存量发展的不断深入, 城市更新模式将会重构城市商品住宅价格的空间分异。     

山地城市滑坡灾害空间分布特征及影响因素分析

针对山地城市滑坡灾害影响区域的不确定性,选择重庆市中心城区典型滑坡作为研究对象,利用最邻近指数、空间热点探测与核密度估计方法分析了历史滑坡灾害点的空间分布特征;并选择高程、坡度、坡向、地貌类型、土壤类型、土壤侵蚀、降雨、水系、地表覆盖、归一化植被指数(NDVI)、人口密度和道路等12个影响因素建立滑坡因子数据库,利用神经网络模型分析滑坡灾害空间分布特征的驱动因素,并定量计算各影响因子的贡献权重。利用受试者工作特征曲线(ROC)对模型进行准确性评估。最邻近指数结果表明研究区历史滑坡灾害点呈聚集型分布特征,空间热点探测与核密度估计均显示渝中区、沙坪坝区和巴南区北部是滑坡聚集程度最大的地区;在所有的影响因子中,人口密度、地貌类型和降雨对研究区滑坡灾害的空间分布影响最大,而坡向和道路影响最低。ROC曲线下面积AUC值达到0.917,表明该神经网络模型能准确反映出该地区滑坡影响因子的影响程度。     

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.     

农牧交错带以农为主区科技进步和社会发展对农用地面积变化的影响——以武川县为例

以农牧交错带北部边缘地区的内蒙古呼和浩特市武川县为研究区,从县域规模水平上对武川县农用地利用变化的科技进步与社会发展的驱动因子及其作用机理和过程进行分析,并利用多元统计学方法建立了武川县农用地面积变化的驱动力模型.结果表明:近10年间武川县农用地面积整体上趋于减少;促使农用地面积发生变化的社会发展因子包括农业机械总动力、柴油使用量、第一产业值、第二产业值、第三产业值、房地产业、城镇居民消费、农业贷款;促使农用地面积发生变化的科技进步因子包括农用薄膜使用量、化肥使用量、机电排灌面积、农药使用量、机电井数、水果产量、乡村务农人口.多元线性回归分析结果表明,农用地面积变化与柴油使用量、农业贷款、农药使用量、水果产量、机电井数有较大相关性.     

空间信息技术支持下的福州市城市用地扩张时空特征研究

城市化是社会发展和经济增长重要动力,遥感和地理信息系统技术(GIS)已成为监测、分析城市发展的重要手段.该文选择我国海西地区重要门户福州市为研究区,以2000年～2015年多期Landsat TM/ETM＋影像为数据源,对福州市城市用地空间分布信息进行提取,分析了2000～年～2015年福州市城市用地扩张的时空特征;同时结合福州市2000年～2015年社会经济数据和人文数据,探讨了城市扩张的主要驱动因素.结果表明：在时间上,福州市城市用地扩张总体呈上升增长趋势,尤其是2010年以来城市用地扩张快速发展;在空间上,福州市城市用地扩张呈现向西偏北方向移动;在驱动力上,人口、经济的发展以及高程、坡度、灯光、到一般公路、学校、医院的距离是影响福州市城市用地扩张的重要因素.     

基于LandsatTM／ETM＋的天津地区地表温度时空分布特征研究

以天津地区为研究对象,利用单窗算法对1993年、2001年和2009年3景LandsatTM／ETM＋遥感影像数据进行地表温度反演,将反演结果进行标准差分类后得到地表温度等级图．通过对不同时期地表温度分布进行时空分析,得到天津地表温度高温区在1993年到2009年期间主要集中在中心城区、滨海新区以及两者之间道路沿线等区域,其中,中心城区高温区不断加剧,滨海新区高温区从无到有、由弱到强,变化非常明显．分析结果表明：天津地表温度的空间分布与城市空间结构基本吻合,变化趋势与城市发展基本一致．     

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。     

城市建成环境对公共自行车使用的影响机制研究 ——以深圳市南山区为例

以深圳市南山区363个公共自行车站点的自行车使用频次及周边500 m缓冲区建成环境为研究对象, 采用空间滞后模型, 在考虑公共自行车站点区位、公共交通设施环境、自行车骑行环境和相邻站点空间自相关的基础上, 重点研究反映不同人群集聚的土地利用类型对各站点公共自行车使用频次的影响。结果表明, 工作日高峰、周边公交线路数量、周边道路用地面积、支路长度、周边工业建筑面积、低档商服建筑面积和低档住房建筑面积对公共自行车使用频次具有显著正向影响, 到最近地铁站距离和绿道长度对公共自行车使用频次具有显著负向影响, 站点间公共自行车流量具有高度空间自相关性。建议规划公共自行车站点时应重点关注周边建成环境因素, 在布点和定价时充分考虑通勤等规律性需求, 并结合人口分布特点, 增加低收入人群集聚区的供给量。     

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.     

The definition of effective emissivity of land surface at the scale of remote sensing pixels

Remote sensing (RS) of land surface temperature (LST) is a very challenging problem at the present development stage of RS science. Tremendous efforts have been devoted to atmosphere correction and temperature emissivity separation (TES) of new LST product algorithms. However, the mechanism of directionality of thermal emission from land surface remains unknown, and even worse, there are confusions on the definition of the effective emissivity of land surface at the scale of RS pixels. The mechanism of directionality of thermal emission for isothermal pixels and non-isothermal pixels is different. For non-isothermal pixels (case in most canopy/soil structures), the directionality of their thermal emission is determined by both bidirectional reflectance distribution function (BRDF) derived emissivity and distribution patterns of temperature differences. A new definition is suggested to take into account material mixture, multiple scattering, and temperature variation within thermal infrared (TIR) RS pixels.     

近10年黄河三角洲土地利用/覆盖时空变化特征与驱动因素定量分析

通过解译2000, 2004和2010年三期遥感影像, 从结构变化、转移矩阵和土地利用程度3个方面分析研究黄河三角洲土地利用/覆盖变化时空特征。结果表明: 10年间黄河三角洲总面积处于动态变化过程中, 主要土地利用/覆盖类型由盐碱地转变为耕地, 城镇用地与农村居民点用地增长迅速, 土地利用程度不断增加。运用Logistic回归分析土地利用/覆盖变化与区域自然、社会经济驱动因素间的定量关系, 同时探究区域规划对土地利用/覆盖变化的影响, 以CLUE-S模型进行模拟验证。结果表明: 海拔、坡度、至最近水库、城镇、河流、主要道路距离6个地理因素以及人口密度、地区生产总值(GDP)、财政收入、工业总产值4个社会经济因素是引起研究区土地利用/覆盖变化的主要驱动因素, 区域规划以划定禁止开发的自然保护区的方式对土地利用/覆盖变化产生显著影响。