长三角地区地表覆盖与城市热岛时空演变分析

为研究长三角城市群城市热环境与地表覆盖响应,基于长时间序列(2003-2018年)MODIS地表温度和土地利用数据,利用均值标准差法和城郊温差法揭示了研究区地表覆盖与城市热岛时空演变规律.结果表明,长三角城市群城市扩张明显,建成区范围逐年增大;长三角城市群城市热岛在空间上表现为由西向东的M形扩张以及由北向南的Z形扩张;城市热岛强度均在3℃以上,城市热岛增长主要体现在2003-2011年;研究区各地表覆盖类型变化趋势相同,均为水体温度最低,其次是林地和湿地,建成区地表温度最高.     

基于多源遥感数据的城市热岛特征与机理研究

以长三角城市群为研究区,基于时序多源遥感数据,通过均值标准差法对城市热岛等级进行分类,研究长三角城市群城市热岛时空分异特征,同时从下垫面属性、人为活动和植被覆盖等角度探索其城市热岛形成机制,可为缓解城市热岛效应提供一定参考。研究结果表明,长三角城市群2013—2018年城市热岛现象明显且呈增强趋势,其城市热岛空间分布呈现“M”型空间分布,具有较强的时空分异;浙江省和江苏省大部分城市的城市热岛较强,而安徽省大部分城市的城市热岛分布范围较小。长三角城市群的城市热岛与建成区空间分布表现出一致性,其热岛效应的增强与建成区和郊区林地面积的增长有关;长三角城市群的城市热岛与夜间灯光分布和植被覆盖空间分布均呈现空间一致性,城市热岛与夜间灯光强度成正比关系,与植被覆盖呈反比关系。     

城市热岛时空变化特征及演变规律研究——以扬子江城市群为例

使用MODIS地表温度夏季影像,通过均值-标准差法和空间叠加分析,研究了扬子江城市群2000—2017年城市热岛时空变化与演变规律特征.结果表明:扬子江城市群热岛效应逐年增强,且强热岛主要体现在长江以南的苏州市、无锡市、常州市、南京市4个城市;城市群中各个城市的城市热岛都呈现由主城区向周围扩展的特征,其中,南京市呈现"条带状"分布扩展,苏州市、无锡市、常州市呈"摊饼状"扩展,其他城市呈"点状"扩展;2000—2009年扬子江城市群的热岛效应增强比2009—2017年的明显,两个时间段内不同地表温度区像元转化具有相同规律,即无论地表温度升高或降低,变化主要集中在该温度区附近的两个温度区.其中,由较低温度区转化为较高温度区的像元主要分布在苏州市、无锡市、常州市3个城市,其中苏州市贡献最多.     

2013-2018年金普新区建成区空间形态扩张规律

以大连金普新区建成区为研究实验对象,对2013 2018年的新区建成区的8个方向面积及变化情况进行统计,分析建成区重心指数变化、发展态势和建成区扩展强度,并以金州新区为例,计算该建成区各地表覆盖类型在8个方向的相对变化率.得出新区建成区范围不断扩张,重心指数不断变化;各建成区均在不同方向的扩张强度持续增加;金州新区内各地表覆盖类型在东北方向的变化最为显著.本次研究可以清晰地掌握城市发展的脉络,进一步引导新区建成区健康平稳发展.     

杭州湾南岸城市群热岛效应研究

以杭州湾南岸城市群为研究区,选取1990、2000和2011年3期Landsat-5 TM遥感影像进行地表温度反演,并采用密度分割法对反演的地表温度影像进行等级划分,对比分析各个时期地表温度分布的空间规律。再提取研究区山地以外的平坦区域,对前后不同时期的地表温度做差值运算,分析地表温度随时间的升降变化。最后提取研究区内的城市建成区,通过计算各时期的热岛比例指数来分析各城市热岛强度的变化情况。     

土地覆盖类型对城市热岛效应的响应分析

利用夏季MODIS地表温度和土地覆盖产品,结合Landsat等辅助遥感数据,分别提取济南、武汉、重庆3个城市2003年、2008年、2013年的土地覆盖与地表温度信息,确定3个城市不同年份的热岛效应等级分布。在此基础上,对济南、武汉、重庆这3个城市的地表温度分布特征、热岛效应等级分布特征与土地覆盖类型各因子之间的关系展开分析。结果表明：城市用地是城市热岛的主要贡献因素,相关系数达到0.42;最能缓解城市热岛效应的是林地,平均相关系数为-0.41;3个城市中最能缓解城市热岛效应的土地覆盖类型并不完全相同：济南市为林地和耕地,武汉市为水体,重庆市为林地。     

基于Landsat TM数据的北京城市热岛研究

利用Landsat TM热红外波段数据，根据辐射传输方程反演得到北京地区地表温度，讨论了北京城市热岛现象及其与土地覆盖类型和植被指数的关系。结果显示，北京城区地表温度明显比郊区地表温度高。通过地表温度对比分析发现，城区平均地表温度比近郊区和远郊区地表温度分别高出4．5℃和9℃，城市热岛效应明显。城区不同地表覆盖类型的地表温度也有显著差异，城市地表温度与NDVI具有明显的负相关关系，城市地表植被覆盖度低是城市热岛出现的主要原因。     

基于遥感云平台的郑州市热岛效应时空演变分析

为探究郑州市城区快速扩张可能导致的城市热岛问题,以研究区2006、2013和2020年夏季的Landsat影像为基础数据,利用PIE-Engine遥感云平台的公开数据集实现普适性单通道算法,对地表温度反演结果进行均值-标准差分级后,与土地利用数据协同开展城市热岛效应的时空演变分析。结果表明：在2006—2020年间,对于地表温度均值而言,郑州市逐年降低,但地表温度范围扩大,最低值维持在水域范围内,最高值在不透水面范围内;而对于温度分级而言,高覆盖植被和水域呈现显著的降温效果,低覆盖植被逐步向正常区转移,裸地受环境影响较大,热岛斑块集中分布在不透水面且强热岛区面积逐渐增加。     

基于MODIS数据的长株潭地区城市热岛时空分析

基于MODIS影像,采用分裂窗算法反演的地表温度对长株潭地区城市热岛空间分布与季相变化特征、影响因子进行定量研究。结果表明,长株潭地区春季和夏季存在明显的城市热岛效应,而冬季和秋季城市热岛并不明显;地表覆盖类型对城市热岛的影响十分明显,长株潭地区春、夏、秋季植被绿地状况与城市热岛呈现明显负相关分布,其中以夏季最为明显,夏季地表温度与NDVI相关系数的平方R2达到0.8193,即植被覆盖对城市地表温度的影响显著。因此,城市植被的分布与季节变化影响着城市热岛的强度与时空分布,揭示出植被绿地对降低城市热岛效应具有重要的作用,大范围的绿地建设能有效降低城市热岛效应。     

基于遥感的长沙市城市热岛与土地利用/覆盖变化研究

基于多时相Landsat TM/ETM+影像,首先计算长沙市地表亮度温度,然后利用NDVI(归一化植被指数)、MNDWI(改进 的归一化水体指数)、NDBI(归一化建筑指数)和NDBaI(归一化裸土指数)4个指数,采用决策树分类方法对长沙市影像进行 土地利用/覆盖分类。在此基础上,对长沙市城市热岛的空间分布特征、时空演变特征以及城市热岛与土地利用/覆盖变化和各种影 响因子之间的关系进行研究。结果表明,随着长沙市城区范围的不断扩张,城市热岛范围也不断增大; 土地利用/覆盖类型的变化 会改变地表温度的空间分布,城市用地和裸地是城市热岛强度的主要贡献因素,水体和林地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,不同土地利用/覆盖类型的地表温度存在较大差异。     

中小城市城区扩张的热效应演变及响应

针对传统遥感手段研究城市热岛演变较大的数据限制问题,该文引入混合像元线性波谱分离算法,以赣州城区2000、2009及2014年的Landsat数据作为数据源,用辐射传导方程法反演地表温度。实现在缺少高分辨率遥感和其他详细地面辅助数据的情况下分析中小城市扩张过程中的热岛演变、迁移的成因。结果表明:引入混合像元线性波谱分离算法可以有效实现城市热岛成因与转移演变研究,发现热岛变化模式主要和城市的不透水面扩张建设有关,变迁方向与城市扩张趋势一致;平均不透水面指数与平均植被指数的变化与城区扩张态势有关,决定城区热岛变化形态。混合像元线性波谱分离算法的引入,降低了城市热岛研究对高分辨数据的依赖。     

基于多目标遥感信息处理的城市扩展监测与分析

基于徐州市1994年、2002年和2007年的多时相Landsat TM/ETM+遥感影像,利用建筑用地指数(IBI)提取城市建筑用地信息,通过监督分类获得城市土地覆盖网,由单窗算法反演地表温度.利用多目标遥感信息处理得到的建筑用地分布、土地覆盖图和地表热环境信息,从土地利用结构变化、城市热环境时空演变两个方面分析了徐州市城市扩展动态,表明徐州市建成区面积不断扩大,城市扩展速度进一步加快,土地利用类型相互转换频繁;城市热岛现象显著,热岛分布与城市建筑用地的轮廓基本吻合,建筑用地不断增加是热岛效应加重的主要因素.研究表明,综合土地覆盖分类、专题信息提取和地表参数定量反演的多目标遥感信息处理用于监测分析城市扩展与生态环境响应具有明显的优越性.     

基于多源遥感数据的济南市主要建成区热环境研究

城市热环境是反映城市环境状况的一个重要指标,本研究基于济南市快速城市化时期的Landsat-8遥感影像,利用遥感图像处理软件IDL8.5反演2016年济南市的地表温度(LST),得到济南市地表温度空间分布格局;并利用NPP-VIIRS夜间灯光数据提取济南市主要建成区范围及郊区范围,同时利用MODIS 8天温度产品,根据城郊温差法计算得到济南市主要建成区热岛强度信息,探究热岛强度的月及季节变化规律。研究发现白天热岛强度变化规律比较明显,夜间热岛强度比较稳定。同时,利用2016年谷歌影像提取济南市地表水体的分布数据,并采用剖面取样的方法在地表温度分布图上做出样点与其对应地表温度的分布曲线,研究发现水体和绿化植被的存在能显著地减缓城市热岛效应。     

扬子江城市群城镇空间格局演变解析

以扬子江城市群为研究对象,从城市群建成区扩张和城镇空间联系两个角度进行指标分析,综合测度了2005年、2010年、2015年的城市群城镇发展水平,并利用探索空间数据分析法对城市群城镇空间格局进行了研究。结果表明:①监测周期内,城市群各市的扩张均处于全省前列,"十一五"和"十二五"期间扬子江城市群建成区扩张迅速、效应明显,3期城市群建成区空间重心都集中在扬子江以南的常州市境内,表明扬子江以南的城镇发展规模优于江北;②从城镇空间联系来看,宁镇杨、苏锡常、苏通等城市组群的联系相对明显,构成了整个扬子江城市群的基本联络骨架,城市群内部各城市与周边城市之间、小城市与大城市之间的联系紧密,构成了联系网络。     

典型喀斯特城市的热岛时空变化及其成因分析

利用1989、2003、2018年的Landsat影像对安顺市西秀区的地表温度进行反演，分析研究区在30年发展中的热岛时空变化及其成因。使用基于影像的反演算法，结合分类回归树算法进行地表温度的反演，用气象站数据对反演结果进行精度验证，并建立缓冲区对研究区进行相关性分析等定量分析。结果表明：研究区受喀斯特地貌的影响，除主城区外，郊区也存在大量高温区；近30年研究区热效应与不透水面、绿地的面积有极显著相关；1989-2003年研究区城市热岛面积随城市扩张逐渐增大，但2018年主城区城市热岛现象几乎完全消失，排除气象因素和城市形态因子影响的可能后，发现这与安顺市城市绿化的大力进行有密切关系。     

基于COST模型的热岛效应时空演变特征分析

本文选取中等城市绵阳为研究对象,以2000年、2007年TM/ETM+遥感影像为数据源,首先应用COST模型完成大气校正;然后采用Artis等提出的算法进行地表温度反演,并利用均值标准差法进行温度等级划分,获得绵阳市地表温度分布图和温度等级分布图。结果表明:①2000-2007年热岛区与建成区在空间发展趋势上基本一致,其中2000年热岛区面积为11.49 km2,到2007年增加为43.12 km2,热岛区面积所占比例增加36.36%;②7年间温度等级升高的区域面积为56.09km2,占建成区总面积的64.47%,其中从温度较低区转化为热岛区比例占42.40%。     

基于MODIS地表温度产品的北京城市热岛（冷岛）强度分析

城市热岛是影响城市及其周边地区天气气候和空气质量的重要因素。利用2000-2005年MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,中分辨率成像光谱仪）分裂窗算法反演得到的1km分辨率地表温度产品分析了北京的城市热岛效应,发现白天城市热岛强度具有明显的季节变化,夏季最大值可以达到10℃以上,冬季变为冷岛,即城市地表温度低于乡村,最低值可以达到-5℃;模拟结果表明冬季城市冷岛的存在主要是城市和乡村地表热特性（热惯量）的差异引起的。夜间热岛强度的季节变化较小,全年稳定在5℃左右。选择北京周边地区比较典型的乡村耕地、山区森林以及永定河流域来研究乡村的选择对热岛强度的影响。发现选择不同的邻近区域作为乡村时,不仅城市热岛（冷岛）强度有较大变化,而且热岛强度的季节变化情况也有较大差异。冬季白天北京城市冷岛增加了近地层的大气稳定度,可能会降低城市空气污染物的扩散能力,加剧了北京冬季的空气污染。     

基于Landsat TM数据的东莞市热岛效应研究

本文以东莞市为研究区域,利用1990年、1998年和2005年3期的Landsat TM数据,反演了东莞市地表温度。研究结果表明:①东莞市的高温区主要分布在建成区,低温区主要分布在水体和高植被覆盖区;②1990年到2005年,常温区面积明显减少,低温区面积大幅增加,高温区面积呈增加趋势;③从不同温度区间的转移分析来看,1990年至1998年、1998年至2005年两个时期,常温区发生转化的面积最大,其次是高温区;④地表温度与归一化植被指数都存在明显的负相关关系。     

基于RS技术的20年来厦门城市热岛格局变化研究

应用IB算法反演厦门市地表温度,整合1996—2013年Landsat-5和Landsat-8卫星影像数据,定量分析厦门市城市热岛的时空变化。结果表明,近20年来厦门市建成区空间分布发生了巨大的变化,热岛的时空演变和建成区的密集度分布基本吻合。     

南宁市土地分类变化与城市热岛效应关联研究

随着我国城镇化和工业化进程越来越快,城市规模不断扩大,郊区土地城镇化,大量的天然绿地被侵占转变为人造地表.人造地表主要以比热容大的硬化水泥和施工中的裸露地为主,随着人造地表的不断扩展和绿地以及水体面积缩小,城市的热效应越来越严重.城市中的空气温度是基本处于平衡,但是地表温度受到地表物质的影响而差异较大,城市地表热平衡差显著,严重影响了城市生活环境.研究以南宁市为例,利用卫星热红外遥感影像反演获得城市的地表温度,并利用地理国情普查数据获得各个区域的地表覆盖地类状况,通过分区域对比的方法进行统计分析,获得城市地表地类与热效应的关系.该研究对于城市规划和热效应控制有重要的参考价值.