京津冀都市圈热环境空间格局遥感分析

以京津冀都市圈热环境为研究对象,利用MODIS数据获取了2001、2004、2006和2008年的地表温度,通过温度距平图定性分析京津冀都市圈不同时间、不同城市的热岛强度及变化规律;利用景观学知识,参考热力景观空间格局评价体系,选取缀块个数(NP)、蔓延度指数(CONTAG)和香农多样性指数(SHDI)等对北京、天津两市的热环境空间格局进行了定量描述.结果表明,2001～2004年间北京热力景观格局趋于分散(除夏季外),2004年后逐渐呈集聚状态;夏季北京的热力景观格局异于其它季节,2004年的最为集聚,而2008年的较往年破碎,热场极分散;天津市热力景观格局变化趋势不太明显.     

上海城市空间热环境的遥感图像分析与应用研究

城市热环境是城市空间环境在热力场中的综合表现,通过对城市热环境的研究可以揭示城市空间结构、城市规模的发展变化,有助于引导城市的可持续发展,提高人居环境质量.本文在RS、GIS的支持下,侧重研究城市空间热环境与影响因子间的定量分析模型和城市热环境的空间格局、动态演变描述体系以及城市热环境对城市降雨系统的影响.其主要工作如下:     

宿迁市城市热环境与热力景观时空分析

为了探讨宿迁城市化进程中热岛景观格局的演变特征,采用1992年、2003年和2014年3期6景Landsat遥感数据,使用单窗算法基于热红外波段反演地表温度,并利用景观格局指数分析宿迁城市热岛景观格局随城市化进程演变的趋势。结果表明,近23 a来宿迁城市热岛效应持续增强,宿迁经济开发区北区、洋河新区等地形成新的高温区域;在类型水平上,城市化高速发展的2003年城市热岛景观格局最为破碎;在景观水平上,热力景观越来越集聚化,异质性增加。     

基于多距离空间聚类的城市建筑景观时空分异研究

以大连市中山区6个街道建筑信息为数据基础,选取建筑景观指标,基于ArcGIS空间统计与多距离空间聚类分析方法研究了各街道10年间建筑景观空间格局分异特征。结果表明：从2003-2013年,各街道建筑景观逐渐由水平向垂直空间扩展,其中青泥洼桥街道、人民路街道及海军广场街道城市建筑景观变化明显突出;2003年4种类型建筑物在尺度为928.68 m时,空间分布上均呈聚集状态,当大于928.68 m时,超高层建筑空间聚集程度降低。到2013年,高层建筑物随尺度的增加聚集程度逐渐减低,低层、多层和超高层建筑在空间分布上均呈一定的聚集状态。     

基于多尺度遥感数据的城市扩展模式分析研究

为了研究空间尺度效应对城市扩展模式分析的影响,本文选用TM和SPOT-5的遥感影像作为数据源,以北京市朝阳区作为研究区,首先将SPOT-5数据按照面积占优法获得10米至80米的多尺度数据,用于分析城市景观格局的尺度效应,结果显示10米至30米是城市景观格局变化较大的空间尺度。再结合TM尺度的历史数据,利用最小斑块大小相同的SPOT数据和TM数据对城市扩展模式的景观指数变化情况进行了分析:边界密度和面积加权平均斑块分维数都呈相反的变化方向,这对城市扩展方式的确定有较大影响;居民地斑块类型百分比和最大斑块指数虽然趋势正确,但是差别较大;斑块密度受尺度的影响较小。     

青藏高原景观空间格局的特征研究

大尺度的景观空间格局分析是目前景观生态学研究的热点,然而针对青藏高原独特的地形地貌和高寒地区生态系统,选取怎样的角度研究其景观空间格局特征是很少有人关注的。本文以2010年西部测图数据为主要数据源,以GIS为研究平台,提出以流域作为研究单元提取景观指标的方法,运用景观生态学原理,进行青藏高原景观空间格局特征研究,并探索景观格局指数与地形因子之间的相关性。结果表明该方法能够反映青藏高原特殊地形和气候下的景观空间格局特征,便于生态景观规划及保护。     

基于地理国情普查成果的城市景观格局分析

景观空间格局研究是揭示该区域生态状况及空间变异特征的有效手段。以研究区地理国情普查数据成果为基础数据,按照景观格局分析所需的土地利用类型进行重新分类。然后利用ArcGIS软件对图斑信息进行提取,分别计算各类型水平的景观指数和景观水平的景观指数,实现了对研究区景观格局特征的定量分析。结果表明,该地区主要景观类型与实地相符,各类景观类型都得到合理利用,同时,也可以对人类参与程度进行合理评估。相较传统影像分类方法,本研究在很大程度上提升了精度,是对我国地理国情普查成果应用的一次有益尝试。     

基于RS与GIS技术的北京城市公园湿地景观格局研究

城市公园湿地景观的空间格局分析是城市湿地生态系统研究的重要内容。本研究尝试应用1m分辨率的IKONOS遥感图像,利用RS、GIS等先进技术,获取城市公园湿地景观数据。运用景观生态学的原理,采用多样性指数、优势度指数、破碎化指数和斑块的分数维等空间结构指标,对北京市城市公园湿地的景观格局进行了研究和分析。     

水电站库区土地利用景观空间分异特征

利用高空间分辨率Quick Bird影像解译了玛尔挡水电站库区的土地利用类型,并分析了土地利用景观随高程、坡度、坡向的空间分异特征。结果表明：土地利用景观格局的空间分异特征符合当地自然规律和社会经济规律。分析区域土地利用景观格局的空间分异特征,有利于掌握水电开发的区域生态环境背景,有助于项目的科学论证和工程建设的顺利实施。     

多维空间下长沙市热环境影响因素的研究

以长沙为研究区域,综合多源遥感数据,引入不同维度空间内的多种参数,从生态景观格局、城市多维空间发展的角度探索了城市热环境的主要影响因素,并提出了相关的建议。结果表明,长沙城市扩张迅速,热环境在多维空间内受多种因素影响,与之相关性最高的是建筑物的相关参数。城市体积的增加、建筑物破碎化下降及裸土地破碎化上升是影响城市热环境的关键参数。因此,控制城市扩张速度,避免建筑大规模集中布局,适当增加绿地、水体斑块,是缓解长沙热环境的重要举措。本研究可为长沙市改善城市热环境提供决策参考,也可为其他自然禀赋相似的城市提供热环境影响分析的案例借鉴。     

Area Delineation and Spatial-Temporal Dynamics of Urban Heat Island in Lanzhou City,China Using Remote Sensing Imagery

One of the key impacts of rapid urbanization on the environment is the effect of urban heat island (UHI). By using the Landsat TM/ETM+ thermal infrared remote sensing data of 1993, 2001 and 2011 to retrieve the land surface temperature (LST) of Lanzhou City, and by adopting object-oriented fractal net evolution approach (FNEA) to make image segmentation of the LST, the UHI elements were extracted. The G* index spatial aggregation analysis was made to calculate the urban heat island ratio index (URI), and the landscape metrics were used to quantify the changes of the spatial pattern of the UHI from the aspects of quantity, shape and structure. The impervious surface distribution and vegetation coverage were extracted by a constrained linear spectral mixture model to explore the relationships of the impervious surface distribution and vegetation coverage with the UHI. The information of urban built-up area was extracted by using UBI (NDBI-NDVI) index, and the effects of urban expansion on city thermal environment were quantitatively analyzed, with the URI and the LST grade maps built. In recent 20 years, the UHI effect in Lanzhou City was strengthened, with the URI increased by 1.4 times. The urban expansion had a spatiotemporal consistency with the UHI expansion. The patch number and density of the UHI landscape were increased, the patch shape and the whole landscape tended to be complex, the landscape became more fragmented, and the landscape connectivity was decreased. The heat island strength had a negative linear correlation with the urban vegetation coverage, and a positive logarithmic correlation with the urban impervious surface coverage.     

长沙市景观破碎化时空分异特征研究

基于2000年长沙市1:10万土地利用图,利用ERDAS软件对1989年、2006年的遥感图像进行解译;在地理信息系统软件ArcGIS和景观格局分析软件Fragstats支持下,以城镇建设空间重心为中心,分别选取东西、南北景观样带(40 km×8 km)和8个不同半径的同心圆缓冲区,用斑块密度、边界密度、平均斑块分维数...     

北京市热环境时空分异与区划

城市热环境空间区划是采用分区管理的思路来缓解城市社会经济发展与热环境之间矛盾的技术基础。本文构建城市热环境区划模型的思路为:(1)将不同时相的MODIS地表温度数据产品进行正规化、分级,分析2008年北京城市热环境时空分布特征。(2)构建城市热环境影响因素评价体系,并通过空间主成分分析计算得到热环境影响主成分因子。(3)通过自组织映射神经网络,利用热环境影响主因子,进一步对热环境进行空间区划。结果表明,北京夜间较白天城市热岛分布层次感明显,夏季白天较其他季节高温区聚合程度高。区域下垫面组成要素直接影响热环境,北京城市热环境的主成分因子依次为植被覆盖、地形地貌、城市下垫面建设规模和人为热排放,并依此将北京划为7个热环境区域,根据各个分区热环境成因机制差异分别提出热环境改善和调控措施。     

漯河市近40年土地利用及景观格局变化特征研究

本文以河南省漯河市为例,以遥感解译的漯河市近40年来土地利用数据为基础,运用GIS叠置分析、土地利用转移矩阵等空间分析方法,结合景观格局指标,研究其改革开放以来土地利用及景观格局变化特征,为优化土地资源配置及科学的城市规划提供依据。结果表明:(1)1980年至2015年间漯河城镇用地面积呈显著增加趋势,扩张主要占用耕地;(2)林地和农村居民点用地总体呈增加趋势,2000年来其他建设用地面积迅速增加;(3)漯河市各景观类型总体呈平衡发展态势,耕地优势度有所下降,建设用地优势度不断上升;(4)人口增长与经济发展、交通条件改善及政府政策变动是影响漯河市土地利用变化和景观格局演变的主要因素。     

基于地理国情数据的城市扩张和生态格局分析——以武汉市为例

城市扩张是城镇化的主要特征,研究城市扩张规律对城市空间规划、高质量发展提供决策依据。本文以武汉市为研究区,以2015—2018年地理国情监测成果为主要数据源,通过数据整理与提取、计算城市扩张特征指数、提取城市格局变化、计算生态景观指数等处理,对研究区城市扩张和生态格局变化特征进行分析。研究结果表明：2015—2018年间,武汉市从快速扩张阶段逐渐减缓,紧凑度逐渐下降;中心城市扩张主要以种植土地破坏为代价;远城区快速扩张主要以林草面积减少为代价;在生态指数上,各生态景观类型破碎度均有下降,但水域面积保持良好。     

The Relationship of Urban Expansion,Landscape Patterns and Ecological Processes in Denizli,Turkey

Perforation, dissection, fragmentation, shrinkage and attrition in ecosystems take place due to urbanization. In this study, where and when temporal and spatial heterogeneity occurs is tried to be explained by taking human intervention in landscape pattern and processes in and around the city of Denizli into account and how this heterogeneity affects habitat conditions within the scope of landscape ecology. Landscape pattern metrics were estimated in order to reveal the change in habitats and present the properties of the landscape. 30 pattern indicators on class and pattern levels, which are important to show human–environment interaction, were analyzed in order to indicate the features of the landscape such as area, side, shape and dispersion. To this end, LANDSAT TM/7–ETM/8-OLI satellite images of 1987 and 2013 were classified for laying the foundations of the analysis. Analyses showed that between 1987 and 2013, complicated shape features, increase in edge habitats, de-growth in core areas and eventually fragmentation in landscape have been dominant. Heterogenic structure in landscape has increased. This points not to the self-functioning of the landscape, but to the domination of human intervention over the landscape. Particularly, due to urban growth and sprawl, fragmentation, isolation and habitat loss in croplands have increased. This study sets forth the usefulness of remote sensing, GIS and landscape metrics in understanding how urban dynamics and ecosystems change in developing urban politics.     

哈尔滨市景观生态风险时空变化驱动力及分布预测

本文以哈尔滨市为研究对象,首先构建了景观生态风险及预测模型;然后对1998—2018年景观生态风险时空变化驱动力进行分析;最后对研究区域2023年景观生态风险空间分布进行预测。结果表明：①研究区域近20年景观生态风险先降低后升高,空间格局变化较为显著。②道路距离、第二产业、农业、高程为景观生态风险变化主要驱动力。1998—2008年,主城区周围道路距离系数逐年减小,南部地区逐年增高,其他时间内未见明显变化;农业和高程对区域景观生态风险的总体影响显著,存在空间差异;第二产业对区域景观生态风险影响程度呈现先增后降的变化。③预测所得的2023年景观生态风险空间差别不明显,降低区域比升高区域面积大。     

Characterizing bi-temporal patterns of land surface temperature using landscape metrics based on sub-pixel classifications from Landsat TM/ETM+

Landscape patterns in a region have different sizes, shapes and spatial arrangements, which contribute to the spatial heterogeneity of the landscape and are linked to the distinct behavior of thermal environments. There is a lack of research generating landscape metrics from discretized percent impervious surface area data (ISA), which can be used as an indicator of urban spatial structure and level of development, and quantitatively characterizing the spatial patterns of landscapes and land surface temperatures (LST). In this study, linear spectral mixture analysis (LSMA) is used to derive sub-pixel ISA. Continuous fractional cover thresholds are used to discretize percent ISA into different categories related to urban land cover patterns. Landscape metrics are calculated based on different ISA categories and used to quantify urban landscape patterns and LST configurations. The characteristics of LST and percent ISA are quantified by landscape metrics such as indices of patch density, aggregation, connectedness, shape and shape complexity. The urban thermal intensity is also analyzed based on percent ISA. The results indicate that landscape metrics are sensitive to the variation of pixel values of fractional ISA, and the integration of LST, LSMA. Landscape metrics provide a quantitative method for describing the spatial distribution and seasonal variation in urban thermal patterns in response to associated urban land cover patterns.     

基于卫星遥感的城市绿地景观格局变化研究进展

城市绿地景观是城市景观自然要素和社会经济可持续发展的生态基础,在城市景观结构、功能及其变化中起重要作用。利用卫星遥感技术开展城市绿地格局研究已成为热点。本文通过梳理相关研究成果,阐述了城市绿地景观遥感分类方法、景观格局指数的选择及城市绿地景观格局动态变化驱动力分析的具体内容,分析出基于遥感技术的城市绿地景观格局研究在数据源和景观格局指数选择时所存在的不足,并且从遥感数据源、分类方法、景观指数筛选和多学科、多角度交叉综合的研究方法等方面对城市绿地景观格局分析提出展望。     

近邻指数的城管案件全局分布模式分析

城市管理案件量化分析是城市管理水平提升的技术支撑。针对城市管理典型案件(街面秩序、市容环境及宣传广告),该文提出了一种热点探测流程和方法,并分析城市管理案件全局分布模式。针对传统量化研究的权重确定未考虑研究对象空间分布的问题,该文提出了基于城管案件近邻指数的权重确定方法,并以此为基础开展城管案件的全局分布模式研究。实验结果表明:3种典型城市管理案件呈显著的聚集分布,并且热点区域符合实验区的实证考察;近邻指数作为权重指标具有客观性、计算高效性,合理反映了城管案件的空间分布。