基于遥感技术北方城市热岛效应变化定量识别

以城市人口迅速增长和城市用地迅速扩张为显著特征,随着城市化进程快速推进,城市热岛效应也愈 加显著。为快速提取城市地表温度信息,以探究城市热岛效应的时空分布,基于中等分辨率常规易得的 2000-2018时段内Landsat 影像热红外波段的辐射信息,定位于热岛效应显著的北方典型城市长春市,采用单 窗算法,分别对不同年份的影像进行地表温度计算,并生成长春市地表温度专题图。以此为基础,结合相应 时段内的地面观测温度数据识别长春市热岛效应时空变化,探究典型区内热岛效应强度变化规律和影响因 素。结果表明,研究时段内长春市热岛效应的时序变化特征表现为夜晚较白天强,秋冬较春夏强; 空间变化 表现出明显的空间差异性,但整体上为温度高值区增加; 土地类型的热岛效应强弱关系: 建筑用地＞ 绿地＞ 林地＞ 水体。     

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。     

基于Landsat8影像的天津市城市热岛效应时空变化及驱动力分析

为研究天津城区热岛效应驱动力,采用Landsat8影像反演地表温度,利用植被指数、改进水体指数、不透水面指数和兴趣点(point of interest, POI)密度等参数研究下垫面和与地表温度的相关性和相对重要性。结果表明：研究区在2015—2020年间热岛效应加剧,热岛重心由西北向东南转移;植被和水体指数与地表温度呈负相关,植被覆盖对地表温度负影响更明显;POI密度与地表温度呈正相关,而餐饮服务类影响最大;不透水面因素对城市热岛影响最大,其相对重要性为45%。综合考虑多种因素研究天津市热岛效应,对分析城市热岛中不同要素的影响程度有重要的意义。     

山地城市热环境及其聚落特征的关联分析

以重庆主城区为研究对象,利用Landsat 8传感器OLI和TIRS获取的遥感影像为数据源,进行城市聚落特征包括地形特征、土地利用等与地表温度的差异性分析。结果表明:城市的热环境空间分布差异较大,海拔高度对温度的影响强于地形起伏度;(NDVI、NDBI、MNDWI等)和地表温度的相关关系呈分段线性关系;不同土地利用类型的热强度和热变异程度差异明显,建设用地的温度最高且斑块温度间的变异性最强,虽然水体的平均温度最低,但斑块温度间的变异性却较高;从格网分析的结果可以看出,格网内部水体的"冷岛效应"明显、建设用地的"热岛效应"显著,耕地与自然植被面积的增加使得各空间格网温度更趋向于稳定。     

南京市冷/热岛格局的尺度效应研究

城市地表覆被类型变化影响城市热环境的空间格局,研究城市地表覆被类型与城市冷/热岛格局的相关关系,对调节城市微气候,改善人居环境,提高城市韧性具有重要的意义。基于landsat8影像数据,提取南京市4种主要地表覆被类型(水体、植被、不透水面、建筑)的参数;同时利用热红外波段反演地表温度,分别从像元(小)和市、区级行政区划(大)2个尺度,研究冷/热岛空间分布与主要地表覆被类型之间的关系并就其尺度效应进行了深入探讨。研究结果如下:基于像元尺度的空间分析表明,植被和水体的分布与冷岛空间格局具有相关性;不同地表覆被类型的降温效应顺序为:水体植被不透水面建筑;建筑和不透水面的分布与热岛空间格局具有相关性。基于市、区级行政区划尺度的空间分析表明,4种地表覆被类型与冷岛效应相关性较低;建筑与不透水面与热岛效应相关性较高,其中建筑与热岛效应相关性最高(R2=0.95)。总体而言,基于小尺度的研究能反映地表覆被类型与冷/热岛空间分布的相关关系,而基于大尺度的研究则从数据统计的角度反映城市热环境的综合特征。研究有助于城市规划者理解城市冷/热岛形成的尺度特征,为应对全球气候变化,合理规划城市布局,促进城市可持续发展提供参考。     

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.     

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。     

西安城区地表温度的遥感反演与时空演变分析

基于2002年6月11日和2009年6月30日两期Landsat 5 TM影像,利用辐射传输方程法反演了西安城区的地表温度,并通过统计分析和剖面线分析,研究了地表温度的空间分布格局及方向特性,进而就其演变特征与原因进行了探讨.结果表明:西安城区存在两到三个热岛中心地带,热岛效应明显;除2009年WE向热场剖面线自西向东逐渐降低外,其余3条均呈中间高、两端低的特点;除水体外,地表温度和NDVI通常具有相反的变化趋势;在建成区面积、人口和城市气温综合影响下,热岛范围与城市扩张体现出较强的时空一致性.8年间,城市内部相对差异缩小,热环境格局由"中心城区分布模式"转变为"建成区分布模式".     

基于植被指数的天津地区热环境危急状况分析

选取天津地区2009年和2013年Landsat遥感影像,反演地表温度和归一化植被指数,定量分析研究区地表温度和植被覆盖状况,并在此基础上计算、分类环境临界指数,以研究基于植被指数的热环境状况的时空分布特征.结果表明:地表温度与归一化植被指数NDVI整体分布趋势相反,从2009—2013年,地表温度显著上升,植被覆盖状况降低;研究区热环境危急区面积不断增加,中心城区热环境危急性处于紧急状态,近郊热环境危急状态变化明显;热环境危急区内,各危急状态类型的面积比例大小依次为紧急状态严重状态警戒状态.     

北京市不同下垫面类型对热岛效应及人体舒适度的影响

下垫面的热惯量差异是产生城市热岛效应的直接原因,不同下垫面对热岛的影响也不相同,而热岛效应的存在对人类舒适程度及健康均产生影响.本文主要研究不同下垫面类型对北京市热岛效应的影响,以及基于热岛效应并综合温度、气压、湿度等方面对人体舒适度进行评价.通过对小尺度范围内五类单一性质下垫面对地表温度变化影响以及一定区域内复合类型下垫面对人体舒适度影响进行研究,实验表明:水体、林地、草地、裸地等下垫面对热岛效应有缓解作用,一定程度上提高了人体舒适度.水泥地面、建筑区等硬化下垫面对热岛效应起到加剧作用,降低了人体舒适度.     

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。     

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。     

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.     

上海快速城市化不同阶段城市热场景观格局演变研究

本文以上海市为例对城市热环境的空间分布特点及不同城市化阶段的演变特征进行分析.研究表明:随着上海城市化的深入,热环境空间结构趋于复杂,不同的城市化发展阶段热环境格局呈现出截然不同的演变特征.结合景观格局指数与转移矩阵对热环境的演变规律进行分析得出:城市化高速发展阶段,主城区及近郊区内的低温斑块等级上升明显,热环境格局的聚合度显著下降,景观多样性指数明显上升.优化发展阶段,主城区内强热场面积下降,近郊或远郊地区强热场明显增加,总体热环境格局的聚合度及多样性指数变化趋势减弱.本次研究结果展现了城市化不同阶段中城市热环境格局的分布与演变特征,为科学制定应对城市热岛问题的措施提供科学的参考.     

彩钢板建筑聚集密度对城市热岛效应影响分析——以兰州市为例

城市中大规模密集分布的彩钢板建筑因其材质的特殊性而成为新的"热源",研究其对热岛效应的影响对于城市规划发展及生态环境的建设都具有重要意义.以兰州市为例,系统地研究了彩钢板建筑聚集密度与热岛效应的相关性.首先,基于国产GF-2影像提取了彩钢板建筑信息,并利用距离加权算法计算了彩钢板建筑聚集密度;其次,基于Landsat ...     

苏州古城区地面温度分析及在城市规划中的作用

利用ASTER热红外遥感数据,定量分析了苏州市古城区地面温度分布特征,研究显示：2005年春古城区白天地面温度差异在15℃以上,按影像像元值的空间聚集情况,城内地面温度可分为高、中、低3个等级区。结合实地调查与QuickBird影像判读,分析了城区地面温度空间变化与下垫面植被、水体及建筑物分布的对应关系,发现城内地面极端高温位于露天体育场,极端低温位于护城河道最宽部位。在此基础上分析了古城区热岛效应对居民生活环境及古城文化遗存的影响。降低古城区人口密度、清理民宅外围临时搭建、进行气流廊道的研究与建设、进行自行车专用道路建设以及合理绿化是缓解古城区热岛效应的有效措施。     

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。     

基于道路布局的城市区域热环境数值模拟研究

对整个长沙市城区建筑及道路进行建模,并采用CFD软件Fluent对长沙市区域热环境进行模拟分析,结合红外线温度图对比验证.研究结果表明:绿地、水体覆盖面积对缓解城市热岛效应、改善城市空气质量有很大的作用;城市道路布局与城市区域热环境有很大的关联,城市道路的合理设计和布局可以很好地利用城市主导风进行自然通风;高层建筑布局与道路走向设计应当相契合,前后、高低错落布置,减少大面宽建筑,充分利用城市道路通风改善城市区域热环境.