基于TM的重庆市主城区热岛效应及其影响因子分析

利用2008年TM影像,提取重庆市主城区土地利用信息;提取NDVI(植被归一化指数),结合野外调查,获取反映地表植被覆盖状况的植被覆盖度数据;根据第6波段(热波段)获取地表亮温数据,分析重庆市主城区热岛效应.利用GIS空间分析及数理统计方法,对土地利用类型、城市绿地和城市水体3种影响因子进行分析.结果表明重庆市主城区热岛效应明显,在空间上呈大片、连续分布状态,土地利用类型数据显示这种现象与城市快速扩张密不可分.不同地表覆被类型对地表温度的响应不一致,建设用地最容易产生热岛效应,植被和水体则有着明显的减缓效应.热岛效应与植被覆盖度成呈明显负相关,随着植被覆盖度的提高而降低,试验结果显示它在植被覆盖度高于50%后消失;城市绿地面积越大,内外温差也越大,从而形成热岛中的"冷岛".水体均温比绿地低2℃,表明对于热岛效应的缓解,它比植被更有效,是最直接、有效的影响因子.     

福建省平潭岛植被覆盖变化及其对地表温度影响的定量研究

以福建省平潭岛为例,利用1990-2013年3期Landsat卫星遥感影像,基于归一化植被指数提取植被覆盖度,利用Qin单窗算法定量反演地表温度.对不同年份的植被覆盖与地表温度的空间变化特征及两者相关性进行分析,以揭示热环境效应的内在机制.研究结果表明:植被覆盖度与地表温度呈较显著负相关,植被覆盖每增加10%,最大可使归一化地表温度降低0.049.2002-2013较1990-2002年时间段的植被覆盖与地表温度变化幅度大.同时,对1990-2013年的植被覆盖变化值与归一化地表温度变化值进行相关性分析,发现变化值之间也具有较显著的相关性,且其相关性为0.513.     

城市绿地类型及格局特征与地表温度的关系——以深圳特区为例

以深圳特区为例,利用2005年11月份的TM和Quickbird影像数据,在进行地表温度反演和城市绿地详细解译的基础上,研究了城市绿地类型、属性特征与地表热环境分异之间的关系.研究结果显示,城市绿地不同类型的地表温度差异较大,各类人工绿地的地表温度普遍高于自然绿地类型.分样区平均NDVI和聚集度指数与热岛强度指数之间呈显著的正相关关系,而均匀度和碎裂化指数则与热岛强度指数之间呈显著的负相关关系.上述结果表明,城市绿地的类型、结构及其格局特征均对城市热环境空间分异具有显著影响,在城市绿地建设工作中,应充分重视绿地景观的这种热环境效应特征的指导意义,以期使城市绿地建设能够更好地担负其必要的生态服务功能.     

基于CFD对沈阳不同绿地景观格局大气环境效应分析

目的数值模拟综合分析城市绿地规划方案与风速、污染物质量浓度和地表温度的三维时空变化关系以及相互影响,提出最优的城市绿地空间结构优化方案.方法结合遥感与地理信息系统空间分析技术,运用计算流体力学(CFD)模型对不同绿地预案影响下的沈阳市夏季城市大气环境效应进行数值模拟对比分析.结果在增加相同公园绿地面积的前提下,城市绿地的空间位置对城市风速、SO_2以及地表温度的空间扩散具有明显的影响;植被类型为针阔乔灌混交林,植被覆盖率为60%的绿地预案三中,城市高风速区域的风速覆盖率达到了42.94%;质量浓度低于0.051 69mg/m~3的SO_2覆盖率达到了79.83%;城市高温区域的地表温度覆盖率相对最低.该预案中的绿地布局能较好地将外围较低的冷空气引入城中,有效地缓解了城市大气环境问题.结论城市绿地的植被类型、植被覆盖率以及空间布局与城市大气环境问题的改善关系密切.利用CFD动态模拟大气环境运行状况,优化绿地空间布局,是城市绿地系统量化规划的新思路.     

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。     

高密度城区公园降温效应与模拟预测研究——以天津中心城区为例

在当前快速城镇化背景下,大量城镇人口导致各大城市人口密度不断增加,高密度的城区热岛现象开始加剧。公园绿地作为城市生态系统的重要组成部分,在缓解热岛方面具有重要作用。本研究以天津中心城区8处较大的公园绿地为实证对象,基于2013年Landsat8 ETM＋影像,通过单窗算法分析其降温效应。研究表明：公园面积及植被覆盖度是热岛效应最重要的影响因子,水体比例也在很大程度上影响着地表温度;各公园的最大降温强度和降温距离差异较大,降温强度温差约2．72℃,降温距离相差195 m;城区面积较大的公园降温效应更明显,水体比例高于30％或植被覆盖度高于10的公园降温效应较理想;并在研究结论的基础上构建了公园的降温效应模型。研究成果为天津中心城区及类似高密度城区的公园绿地规划提供了有效技术支撑。     

厦门市地表温度与植被覆盖关系定量研究

以福建省厦门市为研究区,基于2015年的Landsat 8遥感影像数据进行4种不同算法的地表温度反演,并对4种算法的结果进行精度验证,选择一种精度最高的算法的结果与植被覆盖度进行回归分析,探讨不同下垫面的植被覆盖度与地表温度的关系.结果表明:在本研究区内,使用单窗算法反演地表温度结果与对比数据更为接近,精度相对较高.地表温度与植被覆盖度之间具有明显的相关关系,植被覆盖度能够有效降低地表温度.在不同的植被覆盖度范围内,对地表温度降温效果不同,当整体植被覆盖度水平较低时,植被覆盖度的增加能够更加明显地降低地表温度.不同的下垫面类型植被覆盖度与地表温度之间有很好的对应关系,植被覆盖度越高的下垫面类型,温度越低.     

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TM数据的煤矿区热环境效应及其生态意义

安徽省凤台县是我国重要的新兴能源基地之一,煤矿分布密集,煤矿区域效应显著。文章选用2007年4月3日的Landsat-5 TM数据,利用单窗算法反演地表温度,由此获取地表温度分级图,计算热场变异指数,并与植被覆盖度进行相关性分析。研究表明,研究区存在明显的热岛效应,矿区、城区、工业区和部分山区,植被覆盖度低,温度较高,热场变异指数和植被覆盖度呈较好的负相关性,可以作为反映区域生态环境的重要因子。     

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。     

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。     

快速城市化地区景观格局对地表热环境的影响研究

以杭州城区为例,基于Landsat8数据完成土地利用分类和地表温度反演,并利用Fragstats软件完成景观格局分析,实现了城市地表温度与绿地景观格局的关联分析.结果表明:1)典型地物的地温均值呈现"林地草地水体裸土建设用地"的趋势.2)建成区绿地破碎度最大、面积最小;林区较为规整,绿地破碎度最小、面积最大.二者景观多样性均偏低.3)绿地景观格局对地表温度影响作用不一.其中,绿地破碎度与分维数普遍与地表温度呈现显著正相关关系;而绿地面积与地表温度均呈现显著负相关关系.由此可见,通过降低城市区域绿地景观的破碎程度,提升其连通完整性,适当降低绿地景观边界的复杂程度和增大绿地面积,可有效缓解城市热岛效应.     

城市化下城市热环境与下垫面关系研究——以郑州市为例

随着城市化的发展,城市热岛现象日益增多,严重危害人体健康.基于Landsat 8数据,利用劈窗算法对郑州市地表温度进行反演,分析郑州市热环境空间分布,并对郑州市植被覆盖、不透水面与热环境关系进行定量分析,以此对城市规划建设及热岛效应防治提供借鉴依据.结果表明:(1)郑州市城市热岛效应明显,高温主要集中在三环内,三环与四环间以中温为主,四环以外以低温为主;(2)从各区热环境分布看,中原区、管城区、金水区以高温区、次高温区为主,二七区、惠济区以低温区为主;(3)地表温度与植被覆盖高度负相关,与不透水面高度正相关,两者结合可起到综合降温作用.     

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.     

锡林浩特地区草原植物温度与地表温度相关性研究

地表温度和地表植被参数的互动作用将关系到草原区域的稳定性.根据植物温度和环境温度的数据,采用统计学方法,研究地表温度与植被覆盖度、植物种温度、植物群落温度之间的相关性.结果表明:(1) 40%覆盖度下的地表温度最高,小于40%覆盖度时,地表温度随植被覆盖度的增大而增大,覆盖度大于40%时,地表温度随覆盖度的增加而减小;(2)羊草、银灰旋花、糙隐子草、黄囊苔草的温度与地表温度均呈显著正相关;(3)聚类分析中,以多年生旱生/中旱生植物为主的第三类植物生态类群温度(羊草、大针茅等)与地表温度显著正相关;(4)地表温度及0 m和0.1 m处植物群落温度显著正相关,与植物群落温度的拟合系数随着距地高度增加明显降低.植物可吸收大部分的太阳辐射,减缓进入土层的热量;同时又能降低近地表风速,减少表土层水分蒸发及向大气放热的强度,植被不仅通过遮荫土壤表面,对地表起保温作用,而且通过蒸发使地表变得干燥,降低土壤热容量.     

新疆策勒沙漠-绿洲过渡带不同运动形式沙尘物质粒度特征差异分析

运用野外采样及室内分析的方法,研究策勒沙漠-绿洲过渡带近地表沙物质的粒度特征,可为防风治沙提供理论依据.结果表明:沿主风向,自流沙前沿至绿洲边缘,沙物质粒径逐渐细化,以极细砂为主,分选系数介于1.50~1.92,分选性中等.偏度介于-0.10~0.10之间,相对于平均值呈近对称分布.峰态数值介于0.95~1.06之间,属于中等峰态.地表输沙物质、灌丛沙堆表面沙物质各粒度参数间均呈现出较显著的线性相关性.流动沙丘表面沙物质的平均粒径与分选系数呈显著线性正相关,裸平沙地与大气降尘沙物质的偏度与峰态呈显著线性负相关,其余各参数特征间的线性相关性均较低.地表输沙物质、灌丛沙堆表面的黏粒、粉砂、砂的含量与各粒度参数呈现极显著相关性(p0.01),而裸平沙地、大气降尘、流动沙丘表面沙物质黏粒、粉砂、砂的含量与部分粒度参数呈极显著相关性(p0.01).植被覆盖度、高度、风力、地形及空间差异等是影响近地表沙物质粒度差异的主要因素.     

典型绿洲-荒漠LST时空分异及其与NDVI的关系

为了辨析干旱区绿洲-荒漠地表温度时空分布对不同下垫面的响应特征,以叶—喀河三角洲绿洲为研究区,MODIS地表温度产品和土地利用数据相结合,分别提取LST和NDVI,研究地表温度的时空分异特征及其与NDVI的关系。结果表明:(1)研究区NDVI值越高,LST值越低;NDVI值越低,LST值越高,NDVI和LST之间存在明显的反相关关系;空间分布上来看,绿洲植被覆盖度呈现东、西部高而中部裸地低,地表温度分布状况则中部裸地高而东、西部低,这表明二者具有明显相反的空间分布特征;(2)研究区四季地表温度变化显著,昼夜温差很大,水域相比于裸地,水体夜间温度高于裸地;其中,春季温度分布在-0.11-37.94℃之间,夏季温度分布在10.63-54.18℃之间,秋季温度分布在2.54-38.84℃之间,冬季温度分布在-18.76-21.05℃之间;(3)从不同土地覆被地表温度的分布上看,在裸地、城市建设用地所覆盖区域地表热量丰富,水域、湿地所覆盖区域热量呈递减趋势。不同下垫面在冬夏两季温度变化和同一季节内昼夜温度变化显著,植被类型和植被覆盖度及其空间组合在不同程度地影响地表温度的时空分布。     

顺义滨河森林公园林内小气候及人体舒适度效应分析

为探究城市绿地调节小气候、缓解城市热岛作用,以顺义滨河森林公园绿地为对象,选择硬质铺装为对照,于2022年3—11月,对不同植物群落空气温度、相对湿度、风速进行实地监测,以此研究不同植物群落间小气候及人体舒适度的改善提升效应。结果表明：春季降温效果最好（2.74℃）,其次是夏季（2.05℃）,一天内在14:00前时段降温效果最为显著;夏季增湿效果最高（6.88%）,其次是秋季（5.62%）;在减弱风速效果中春季幅度最高（0.2 m/s）,其次是夏季（0.07 m/s）,上午时间段内减弱风速程度较大。春夏秋三季均能不同程度提高人体舒适度,其中夏季最高（1.54）,其次是春季（0.54）,夏季全天及春季、秋季的12:00—14:00时间内可为人们提供一个较为舒适的环境。可见植物群落优化提升对于提高城市绿地生态效益发挥、改善城市生态环境均有着重要的作用,研究结果可为城市绿地植物群落结构优化提升、经营管理及市民休闲出行供借鉴参考。     

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.     

基于MODIS数据的博斯腾湖流域地表温度空间格局

为了辨析博斯腾湖流域地表温度时空分布对不同下垫面的响应特征,基于MODIS数据,利用分裂窗算法反演研究区的不同季节地表温度并对反演结果进行精度检验。结果表明:(1)MODIS地表温度产品在博斯腾湖流域的精度良好,可利用流域地表温度的空间格局研究;(2)博斯腾湖流域四季地表温度变化显著,春季温度分布在-17.02~31.52℃之间,夏季温度分布在-9.99~56.04℃之间,秋季温度分布在-16.45~37.31℃之间,冬季温度分布在-32.42~10.79℃之间;(3)不同土地利用地表温度的分布总体上沙漠/沙地的地表温度均值最高,旱地、裸岩等次之,积雪、草甸最低。内陆湖流域内地表温度和土地覆盖类型存在明显的时空差异性,在极端干旱地区绿色植被对温度降低具有一定的调节作用。