基于MODIS日地表温度产品的兰州市热岛效应特征

由于MODIS 8 d地表温度产品和Landsat热红外波段很难准确反映地表温度的日变化,这导致由此得到的热岛效应结果不够准确,因此利用MODIS日地表温度产品1天4次的数据来分析长时间段上的热岛效应变化和已有将日地表温度转换成月和年地表温度的算法得到月和年地表温度值,以兰州市为实验区分析了2002-2015年兰州市的热岛变化特征,结果表明：兰州市热岛效应总体上处于增长趋势,2002-2009年波动变化,2010-2015年平稳增加。空间上由中部逐年向北部永登县和皋兰县方向扩展;兰州市热岛的月变化特征分为两个部分,1～5月呈“人”字形变化;6～12月整体下降,空间上表现为东北和西南向条带中心紧缩;兰州市热岛季节变化表现为：夏季>春季>秋季>冬季,空间上在兰州的中心位置以及延伸至榆中县的东南角高温区面积增减。研究表明MODIS日地表温度产品能更加准确地评价区域尺度热岛效应的演变特征。     

珠江三角洲城市热岛空间分布及热岛强度研究

进入21世纪,我国珠江三角洲地区城市化规模越来越大,研究该地区的热岛效应具有重要的现实意义。研究区21世纪初自动气象站点运行趋于稳定,数据质量好,为城市气候研究提供了数据基础。利用2000—2003年的珠江三角洲城市群自动气象站温度数据进行空间分析,统计热岛和冷岛出现的频率,总结空间分布规律,并对照土地利用类型图分析热岛区域与地表覆被的对应关系。计算每月热岛强度值,通过热岛的月际变化曲线,总结热岛的年变化规律以及昼夜差异。研究结果表明,研究区城市热岛呈现"六区两带"的空间分布格局;全年中夏季白天的热岛强度最大,并且夏季的热岛强度出现昼强夜弱的现象。     

基于MODIS数据的石羊河流域地表温度空间分布

地表温度是生态系统中极其重要的环境因子,中小尺度区域的热场空间分布对生态系统稳定性的研究以及干旱区流域的农业生产建设具有重要意义。利用MODIS数据,采用劈窗算法反演石羊河流域的陆地表面温度(LST),并计算植被指数(NDVI);利用TM影像,通过目视解译获得研究区的土地利用数据,结合DEM数据,采用GIS空间分析方法,分析LST的空间分布特征和LST与NDVI在不同土地利用类型之间的差异以及二者之间的定量关系。结果表明:研究区陆地表面温度北高南低,东高西低,整体上表现为由东北向西南逐渐降低的趋势;地表温度与海拔呈负线性相关,相关系数为-0.928;不同土地利用类型的地表温度存在差异,地表温度最高的未利用土地要比最低的林地高出16.42 K;对于单一土地利用类型,耕地、林地、草地、建设用地的地表温度与NDVI具有明显负相关;对于整个研究区土地利用空间结构,地表温度与NDVI表现为LST-NDVI梯形关系,反映了流域地表温度和植被覆盖之间的关系,由此看出绿色植被对调节区域气候温度的重要性。     

基于MODIS数据的北京西北部地区土地覆盖分类研究

本文主要基于MODIS 16天合成的NDVI时间序列数据、8天合成 LST数据、1∶5万DEM数据以及其他辅助数据相结合,进行北京西北部地区土地覆盖分类的研究。首先选取适合于MODIS数据分类的土地覆盖分类系统,然后用PCA方法对NDVI时间序列数据进行信息增强与压缩处理,以排除各种干扰因素,提高分类精度。最后结合LST数据、DEM数据及降雨温度数据,利用?齂-均值非监督分类法,进行研究区的土地覆盖分类,经过分类后处理,得到北京西北部地区的土地覆盖分类图。分类结果表明,使用250m分辨率MODIS数据,结合本文所用方法,能够实现较大区域的土地覆盖分类,并且能达到较高的分类精度。     

基于MODIS数据的陕西省地表温度的空间分布研究

由热红外波段获得的影像是地物发射的热辐射量的直接记录,可用于地面温度和热量空间分布的动态监测。本文利用MODIS数据可见光波段b1、近红外波段b2和中红外波段b19,获得所需要的两个基本参数：地表比辐射率与大气透过率;然后对于热红外波段b31、b32,运用劈窗算法反演出陕西省地表温度：并与陆面实际状况进行了对照分析。结果表明,这一方法能获得较合理的地表温度,符合陕西省实际地表状况;另外也为应用MODIS热红外波段数据进行大范围实时监测地表温度提供了新的途径。     

基于MODIS NDVI的新疆土地覆盖类型划分与潜在荒漠化区域探测

采用2002年MODIS 1km的全年NDVI时序数据对新疆及周边地区进行了土地覆盖分类,在分类的过程中重点强调了稀疏植被覆盖区域,这些区域具有潜在荒漠化的趋势。介绍了一种针对不同土地覆盖类型并能重点突出稀疏植被的分类方法,这种方法较好地综合了季节性影响因素和多变的自然条件影响因素。从16天合成的优化过的时序NDVI图像上,通过分析物候变化,可以获得较好的分类结果。将具有潜在荒漠化趋势的区域模型化研究以后,研究结果表明新疆及周边地区40万km2的土地有潜在荒漠化的趋势。由于MODIS NDVI数据覆盖范围较大,并且对植被的生长变化有较高的敏感度,所以它可以被有效地应用于监测大尺度环境变化和荒漠化进程。     

城市地表温度热岛影响因素研究进展

城市地表温度热岛是城市生态环境效应研究的热点之一,其影响因素研究为缓解城市热岛带来的负效应、促进城市可持续发展提供依据.本文系统回顾了国内外关于城市地表温度热岛影响因素的研究进展.首先结合热岛效应表征的地表能量过程,基于景观生态学格局-过程理论,从地表能量吸收释放、转换及传输3种过程中归纳热岛效应的影响机理,分别对应地...     

基于MODIS数据的青海湖流域地表温度反演研究

地表温度是检测地球环境变化的重要指标,将地表温度与气象观测资料相结合可以更准确地检测地表履被、土壤湿度及水分含量变化。利用MODIS数据对青海湖流域地表温度进行反演,将反演结果与实测0 cm地面温度对比分析,显示反演的地表温度值与实测0 cm地面温度值平均差-1.05℃,在当前遥感反演地表温度的误差之内。结果表明地表温度和气象观测资料相结合,可以用于监测地表温度的变化,进而建立偏远地区气候资源数据库。     

基于MODIS数据的京津唐地区干旱监测研究

京津唐地区由于降水量不均,常出现丰枯交替或连枯、连丰现象,近几十年来呈现涝年减少、旱年增多趋势。该文利用MODIS数据,采用温度植被干旱法,结合京津唐地区的地形植被覆盖条件,利用2010年6-7月共5d的归一化植被指数(NDVI)、增强植被指数(EVI),借助分裂窗法反演地表温度(Ts),构建NDVI-Ts和EVI-Ts特征空间,结合研究区域实际情况确定干、湿边方程,建立了基于温度植被干旱法(TVDI)的干旱监测模型,对京津唐地区的干旱情况进行分析,比较了TVDIN和TVDIE的敏感性。结果表明:利用TVDI法对京津唐地区进行遥感干旱监测是可行的,并且TVDIE比TVDIN监测效果更好,MODIS数据可很好地满足大范围实时动态监测要求。     

基于MODIS NDVI时序数列的柴达木盆地土地覆盖分类研究

以2003年柴达木盆地的MODIS卫星遥感影像为基础数据,结合野外实地考察资料,综合分析了2003年柴达木盆地的植被指数时间变化与空间分布特征,提取了该年度该区域各主要土地覆盖类型NDVI的时序数列曲线,采用NDVI时序数列变化曲线形状匹配方法对柴达木盆地进行了土地覆盖类型分类.在此基础上使用了将以月为单位的变化曲线转换为十二维空间中的单位向量,比较向量夹角以决定其相似度的先进算法,取得了良好的分类效果,获得了2003年柴达木盆地比较精确的土地覆盖分类图.提出了利用MODIS卫星遥感影像进行土地覆盖分类的新方法.     

基于MODIS数据新疆土壤干旱特征分析

干旱是一种常见的自然灾害,严重影响着新疆的农业生产。利用中分辨率成像光谱仪MODIS影像MOD11A2数据和MOD13A2数据,数字高程模型(DEM)对Ts进行了纠正,提取归一化植被指数(NDVI)和地表温度(Ts)构建NDVI-Ts特征空间,并依据特征空间计算的温度植被干旱指数(TVDI)作为监测土壤湿度指标,反演了新疆2013年5、6、7三个月每16 d的土壤湿度。较好地反映地表图层土壤湿度,分析了新疆土壤湿度的时空分布特征,新疆北部地区土壤湿度高于南部,西部的土壤湿度高于东部,且土壤湿度由西北向东南逐步减小,依次表现为湿润>正常>轻旱>中旱>重旱>极旱;由5月到7月土壤湿度不断增大,这与新疆降水量分布和实地土壤含水率十分吻合,监测结果可信,能够为决策部门防旱抗旱提供有力的信息支持。     

基于遥感的银川市建成区城市扩展及其热环境变化分析

为研究银川市城市建成区扩展对热环境的影响,基于1989、1999、2010年和2017年Landsat系列遥感数据,采用建筑用地指数(IBI)提取4个年份的城市建成区信息,获取了城市形态演化指标,利用热红外波段反演不同年份的地表温度;在此基础上,分析了城市扩展和热环境变化的时空演变特征,探讨了城市扩展和热环境之间的响应关系。结果表明:(1)1989—2017年银川市城市建成区扩展面积达506.13 km2,各时期的扩展速度和扩展强度差异明显,城市扩展具有"缓慢—快速—稳步"的阶段性特征,城市空间形态趋于紧凑化,向着稳定状态发展,城市整体向东部和北部扩展,重心整体向东北方向迁移约5.54 km。(2)热岛范围随着城市扩展不断扩大,较高温区域所占热岛比例呈先减小后增加的趋势,高温和特高温占比表现出先增加后减小的特征,热岛强度逐渐向较高温区转移,城市热岛效应得到缓解;热岛空间分布显示,热岛逐渐由兴庆区老城区蔓延至贺兰县和西夏区,且兴庆区热岛逐渐演化为相互独立的小次级热岛,强度有所降低;28 a间银川市城市热岛比例指数(URI)表现出先上升后下降的特征,整体呈上升趋势。(3)热岛区域在空间分布...     

Implications of diurnal variations in land surface temperature to data assimilation using MODIS LST data

Based on the Beijing Climate Center's land surface model BCC_AVIM(Beijing Climate Center Atmosphere-Vegetation Interaction Model), the ensemble Kalman filter(En KF) algorithm has been used to perform an assimilation experiment on the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) land surface temperature(LST) product to study the influence of satellite LST data frequencies on surface temperature data assimilations. The assimilation results have been independently tested and evaluated by Global Land Data Assimilation System(GLDAS) LST products. The results show that the assimilation scheme can effectively reduce the BCC_AVIM model simulation bias and the assimilation results reflect more reasonable spatial and temporal distributions. Diurnal variation information in the observation data has a significant effect on the assimilation results. Assimilating LST data that contain diurnal variation information can further improve the accuracy of the assimilation analysis. Overall, when assimilation is performed using observation data at 6-hour intervals, a relatively good assimilation result can be obtained, indicated by smaller bias(2.2 K) and root-mean-square-error(RMSE)(3.7 K) and correlation coefficients larger than 0.60. Conversely, the assimilation using 24-hour data generally showed larger bias(2.2 K) and RMSE(4 K). Further analysis showed that the sensitivity of assimilation effect to diurnal variations in LST varies with time and space. The assimilation using observations with a time interval of 3 hours has the smallest bias in Oceania and Africa(both1 K); the use of 24-hour interval observation data for assimilation produces the smallest bias(2.2 K) in March, April and July.     

The role of local land-use on the urban heat island effect of Tel Aviv as assessed from satellite remote sensing

Climate change in cities has received much focus in the past few decades. Heat stress in urban areas has an adverse effect on human health and is expected to worsen in the future due to the global warming. Vegetation has been shown to mitigate this effect, but introducing ‘green’ areas into the metropolitan space is a challenging task. We assessed the thermal load in terms of surface temperature in Tel Aviv, the biggest metropolitan area of Israel. The thermal effect of four different urban land uses was estimated. Specifically, we compared the cooling effect of residential areas with high vegetation cover (referred here as ‘green’ residential) to that of small to medium size (2–40 ha) public parks. To this end, we used satellite data of land surface temperature (LST) and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), as a surrogate for vegetation cover. High-temporal data were combined with high spatial resolutions data to produce 10-year average LST and NDVI maps at high spatial resolution over Tel Aviv. As expected, industrial areas had the highest LST due to lowest ratio of vegetation to free space area (1%), while ‘green’ areas displayed the lowest LST. Green residential and small-medium public parks had comparable thermal loads, with green residential having slightly lower LST (by 0.5 °C). In general, small-medium public parks displayed higher LST than expected. Inefficient use of free spaces for vegetation, i.e., relatively low vegetation cover to free space ratio, was probably the main cause for this. Public parks had a higher local cooling effect, but a less continuous one on the proximate surrounding (30–90 m from the park), probably due to their relative location in the urban fabric. Our results suggest that ‘greening’ areas within the private urban space should be encouraged at the expense of building new small-medium parks in metropolitan areas that lack the sufficient free space for larger parks. The outcome of this study may have key implications for urban planners seeking to mitigate urban heat island effects under the limitation of existing dense urban layout.     

珠江三角洲交通通达性空间格局与人口变化关系

基于1988年、1998年、2008年陆路交通网络数据,借助GIS软件,分析了1980年代以来珠三角地区交通网络通达性空间格局的变化,并采用GAM模型,定量分析了1980～2009年期间陆路交通网络与人口变化之间的关系。结果表明:研究时段内,公路交通通达性空间格局以穗-莞-深一线为最高,向外围逐渐递减;铁路交通通达性空间格局以广佛地区为中心向外围逐渐递减;陆路交通网络发展主要受公路网络的影响,铁路在整个交通网络中所起的作用较弱;各阶段通达性提高幅度差异较大,存在递减效应,第一阶段(1988～1998年)通达性提高较第二阶段(1998～2008年)更为显著;公路交通、铁路交通与人口变化关系具有差异性,公路交通对人口变化的作用显著,三个时段内其对人口变化的解释贡献率分别为11.56%、48.07%、44.92%,铁路与人口变化的关系较为薄弱,但在1990年以后,随着铁路网络扩展以及铁路运输服务水平的提高,其与人口变化的关系逐步增强。     

“源-汇”景观格局的热岛效应研究——以武汉市为例

论文基于2017年Landsat 8遥感影像,通过GIS技术选取城市地表温度、源汇景观密度、源汇景观贡献度和景观效应指数,结合地理空间分析和数理统计方法,分析了武汉市局部源汇景观格局对城市地表温度的贡献及其效应。结果表明：① 武汉市城区热岛(urban heat island, UHI)季节变化明显,夏季热岛强度大、范围广,呈“大”字型分布,工业集聚区和经济开发区产生的UHI更显著;② 武汉市城区平均地表温度(land surface temperature, LST)在距市中心约8 km处达到峰值后沿城乡梯度逐渐下降,呈现“倒钩型”特征,这一现象与景观密度变化密切相关;③ LST与源(正向)、汇(负向)景观密度存在极强相关性,不透水表面是城区热岛的主要贡献因子;④ 相同密度的水体和绿地,水体更具有削弱城市热岛效应的功能;⑤ 一般当汇-源景观面积比>0.89(汇区密度>0.47)时,局部景观格局对城市热岛有缓解作用,且局部汇区越集中缓解效果越显著。     

珠江三角洲旅游创新的协调发展研究——基于二象对偶理论视角

以珠江三角洲九城市为研究对象,借用区域创新二象对偶评价模型,构建区域旅游创新评价指标体系,测算区域旅游创新综合发展水平以及协调发展水平。通过对区域旅游创新的综合发展水平、协调水平进行评价,发现珠三角九市旅游创新发展呈现U型的不协调发展态势。其中广州、中山的旅游创新能力较强,但是协调度不高;深圳的旅游创新能力较强,协调度较高;其他6城市的旅游创新综合水平较低,协调度较高。据此,应采取加大旅游业创新投入、强化旅游产业创新支撑、加速旅游创新扩散,加强广州、深圳与其他城市之间的合作创新等相关措施,大力推动珠江三角洲九市旅游创新的协调发展,以提升区域旅游创新的整体水平。     

半干旱区典型工业城市热岛时空分布及演变特征——以包头市为例

基于2000 年、2008 年和2015 年landsat5 TM影像和Landsat8 OLI影像,以单窗算法反演地表温度,研究包头市区近15 a 的城市热岛时空分布及演变特征,并对下垫面土地利用/覆盖类型、 NDVI 与城市热岛的关系进行了定量分析。研究结论表明：包头城市热岛15 a 来呈逐步扩展趋势,且主要集中于裸地区、工矿区、商业和人口密集区三类区域,空间演变趋势与城市扩张格局呈现出高度的一致性;城市热岛效应强度增强,但2008-2015 年以来,市中心区高温区面积比重大大降低;下垫面土地利用/覆盖类型是影响城市热岛空间分布的重要因子,地表温度呈现出裸地>工矿用地>建设用地>城市绿地>农用地>水体的规律;地表温度与 NDVI 呈现显著的负相关关系,即植被指数越高,城市的地表温度越低。     

珠江三角洲城镇建筑覆盖近期变化研究

基于遥感与地理信息系统技术,从1988年与1998年两个时期研究区域的TM卫星影像提取各城镇的实际建筑覆盖区面积等专题信息,并利用Arc/Info802建立珠江三角洲乡镇级空间数据库。在此基础上重点对珠江三角洲城镇建筑覆盖近期变化的空间扩展特性,并就企业、交通设施、人口、区域经济与行政体制等驱动因子进行了初步综合分析。研究表明20世纪末珠江三角洲城镇建筑覆盖总体圈层格局相对稳定,核心增长与交通指向扩展非常显著,城镇建筑覆盖区增长总量与增长速率空间分布不一致,城镇扩展强度指数空间分布也显示出核心增长与交通轴向增长显著的特征