北京城市热岛效应时空变化遥感分析

为了从城镇化进程角度研究自1985年以来北京市城市热岛效应的时空变化特点,利用7期夏季的Landsat TM/ETM+/TIRS遥感影像数据反演地表亮度温度以代替地表温度(land surface temperature,LST);然后将其用于城市热岛效应的一系列定性和定量分析,揭示出北京市热分布以及城市热岛效应特征。研究结果表明:(1)高温区域和亚高温区域不断地由郊区向城区集中,但东西城区(东城区和西城区)的高温区域表现出明显的下降趋势,大范围热岛被零星分布的小热岛取代;(2)工业园区对北京市热岛效应的影响远高于住宅区对北京市热岛效应的影响;(3)建筑物低矮密集且低植被覆盖区域的温度远远高于建筑物高大稀疏且高植被覆盖区域的温度。研究可为政府部门通过合理规划水体、绿地、工业园区、住宅区等的分布来减轻城市热岛效应的影响提供参考依据。     

基于TM/ETM~+影像的绵阳春秋两季城市热环境特征对比分析

选取中等城市——四川省绵阳市为研究对象,以2000年(代表秋季)、2001年(代表春季)TM/ETM+遥感影像为数据源。在基于影像算法反演地表温度的基础上,对研究区春、秋两季热场剖面、建成区范围内热力景观斑块和城市热岛效应进行研究。结果表明:(1)无论春季还是秋季,地表温度高低与下垫面性质具有较大相关性,水体和植被覆盖较好的区域呈现低温,而水泥、沥青等不透水面温度较高;(2)秋季相对春季而言,温度相对较高的热力景观类型面积减少,而温度较低的热力景观类型面积增加。分析热力景观异质性指数发现,优势度指数值春季大于秋季,说明春季存在较明显的优势斑块;(3)运用城乡平均温度对比法和热岛面积指数法,计算春季热岛强度值为1.77℃,秋季热岛强度值为0.78℃,由此说明,在该时段内春季的城市热岛效应强于秋季。     

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的2001年—2012年北京热岛足迹及容量动态监测

利用2001年—2012年MODIS分裂窗算法反演得到的1 km分辨率地表温度产品分析了北京城市热岛效应。首先计算北京2001年—2012年地表温度年平均值,其次利用半径法确定热岛足迹并计算热岛容量。结论如下:(1)热岛足迹及热岛容量昼夜差异明显,2012年白天热岛足迹是夜间的1.5倍,这是由于城市下垫面热特性差异及人为活动的综合影响。(2)2001年—2012年北京城市高温区在空间上向南北扩展,热岛足迹和热岛容量呈阶段性增长。2010年白天热岛足迹最大,半径为28 km,面积是2001年的2.4倍。当热岛足迹相同时,城市绿地和水体功能区的分布和布局方式等因素能够影响热岛容量。城市建设用地和农村居民点对城市热环境贡献率明显高于其他土地利用类型。当建设用地面积比例超过50%时,区域会产生显著的热岛现象。(3)根据北京热岛足迹及容量时空动态变化特征,提出改善城市热岛的措施。     

长春市城区热岛效应遥感分析

针对城市热岛效应对城市生态环境产生的诸多问题,该文以长春市为研究区,利用Landsat TM/TIRS遥感影像,采用普适单通道算法反演地表温度,分析各种驱动因子对地表温度的影响。结果表明:普适单通道算法反演得到的地表温度与卫星过境时测得的气温差值在2℃内。高程(DEM)、优化土壤调节植被指数(OSAVI)、改进归一化差异水体指数(MNDWI)均与地表温度呈负相关,归一化差异不透水面指数(NDISI)与地表温度呈正相关,城市中心区地表温度相对高。长春市1995-2017年间各土地覆盖类型中水体变化最为稳定,裸地变化最为活跃;各土地覆盖类型的平均温度均呈现:建设用地>裸地>林地>水体。因此,通过增加植被与水域的覆盖范围、减少人为不透水面面积可缓解城市热岛效应。     

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。     

基于Landsat的沈阳城市热岛效应与地表参数变化分析

基于2000—2016年沈阳市六期Landsat数据,利用单通道算法反演地表温度计算城市热岛强度。依据与城市热环境关系较大的植被、水体、不透水面3种地表参数将研究区分类,并将地表参数指数与地表温度拟合分析地表参数对沈阳城市热岛的影响。结果表明:1) 16年间沈阳市不透水面地区比例从21.82%上升到46.02%,植被覆盖率从75.83%下降到53.11%,水体从2.35%下降到0.87%; 2)随地表参数的变化,研究区极强、强、中热岛从2000年的14.10%上升到2016年的25.93%,上升了11.83%; 3)不透水面指数对温度的影响接近甚至超过植被指数和水体指数的和,对城市热岛效应有着显著的增强作用。     

基于TM/OLI影像的西安城区热岛效应分析

以2002年Landsat5 TM和2014年Landsat8 OLI影像为数据源,分别反演了2002年和2014年西安市城区的地表温度,并对地温进行极值归一化处理,以此分析西安城区的热岛强度时空分布规律。结合归一化植被指数和城市热岛强度分布分析了植被覆盖对热岛效应的影响。结果表明:2002~2014年西安市热岛强度高温比例上升,热岛效应增强;较高的植被覆盖度能对城市热岛效应带来的高温影响起到缓解作用。     

苏州土地利用及热岛效应的时空变化

选取苏州作为研究区,分别利用1986年和2004年2个时相的Landsat5 TM影像数据对研究区土地利用/覆盖类型进行分类,并采用热红外波段进行地表温度反演,在此基础上分析了下垫面类型与热岛效应的时空变化,深入研究了下垫面类型改变对热岛效应的影响。结果表明,近20a苏州市城区大范围扩张,土地利用变化剧烈,整体表现为水体、植被向不透水下垫面的高强度转化;城市热岛范围由老城区向四周成倍扩大,热岛强度由3.12°增至4.76°,热岛效应变化与土地利用时空变化之间具有明显的对应关系。     

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RS与GIS的长沙市城市热岛影响因子分析

基于RS和GIS技术,以Landsat-7 ETM+为数据源,综合利用遥感热红外影像进行地表温度反演与热岛强度提取。结果表明,长沙下垫面热岛效应的空间分布与延展和城市建成区的外围基本相符,人口密集、建筑物较多之地热岛效应明显,河流、湖泊及公园等地热岛相对较弱。结合缓冲区分析、叠置分析等技术,提取热岛最强与最弱区域周围500 m范围内的城市用地类型,分析其相关关系,得出的结论是:水体与绿地具有缓解城市热岛的作用,城市建设用地与裸地加剧城市热岛效应。     

南通市热岛效应的遥感分析

本文以3个时期的TM/ETM+图像为数据源,反演了南通市1995-2008年的地表温度,利用均值-标准差法对城市热场进行了分级,阐述了南通市热岛效应空间分布格局、时空演变特征,定量分析了地表温度与土地利用、植被覆盖率的关系,揭示了南通市城市热岛效应演变的原因。结果表明,随着城市化进程的加快,南通市城市热岛区域扩张明显,增加了11.96%,且呈现逐渐向东南方向扩张的趋势,除以濠河为中心的老城区继续保留其热岛特征外,在新城区和经济开发区出现了多个热岛区域,植被覆盖率与温度高低存在着较高的负相关性。     

基于遥感的武汉地区LUCC对热岛效应的影响研究

利用1988年、2002年、2005年的武汉地区TM遥感影像,选取通用性较强的普适单通道法进行地温反演,得到3个时期的地表温度图、地表均温和标准差的变化情况。利用最大似然法进行监督分类,得到不同时期武汉地区的土地利用图。围绕这3年的土地利用/覆盖变化以及地表温度反演结果,探索不同地表覆盖类型与温度分布的关系,并对武汉地区热岛状况进行定性分析。     

2009—2017年北京市土地利用变化时空特征

对北京市土地利用类型、城市扩张程度和植被覆盖度进行时空特征分析,为合理制定城市空间规划和土地利用管理提供科学依据。以北京市全域为研究对象,基于2009、2013和2017年Landsat遥感影像基础,利用非监督分类方法得到土地类型图,计算城市扩张指数和植被覆盖度指数,并进行环路地类动态变化分析。结果表明：1)2009—2017年北京市绿地/耕地面积减少746.22 km²,建筑用地面积增加601.36 km²,两者面积变化表现出此消彼长的趋势;2)绿地/耕地及建筑用地的空间消长特点存在明显的环路差异;3)高植被覆盖度区域面积剧烈减少;4)土地利用类型和植被覆盖度变化在2009—2013年和2009—2017年两阶段内差异明显。可见北京市城市扩张速度有所减缓,绿地/耕地面积相对减少率高,城市土地利用变化存在明显的时空差异。     

城市下垫面覆盖类型变化对热岛效应影响的模拟研究

利用Landsat TM/ETM 卫星影像的热红外数据反演了武汉市的地表温度,定量地分析了1988~2002年武汉市热岛的时空分布;结合遥感手段和误差反向传播神经网络方法,动态地模拟了当汉口地区下垫面覆盖类型变化时的热岛分布情况,重点对绿地增加时热岛的变化作了详细的分析。结果显示,1988~2002年,武汉市城市热岛效应明显增强,绿地面积的增加能缓解局部热岛的范围和强度,绿地面积越大,热岛的缓冲范围越大,缓冲强度亦大。     

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。     

城市绿地对北京市热岛强度的影响

针对北京市热岛效应日益加重的问题，提出了基于陆地卫星8号(Landsat8)所携带的陆地成像仪(OLI)和热红外成像仪(TIRS)的Level-1数据反演地表温度、计算植被覆盖度的方法；并构建地表温度反演模型，探究北京市热岛效应与城市绿地面积关系。实验结果表明：高温区大部分集中在中心城区，并向周围的郊区的平原地带呈辐射状扩散，随着城区绿地面积增加，植被覆盖度上升的同时城区的热岛强度也呈下降趋势，说明城市绿地面积的增加与热岛效应呈负相关关系。     

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。     

基于定量遥感的武汉城市热岛强度时空格局演变分析

应用定量遥感揭示武汉市热岛强度在不同季节和不同年份的时空格局演变.首先,选取2002年(1月,3月,7月,10月)及2000年,2004年,2010年7景ETM数据反演地表温度;其次,经热岛强度指数归一化地温数据,使数据间更具可对比性.对比2002年不同季节地温反演数据,分析武汉市热岛强度在不同季节的变化情况及形成原因.比较2000年,2004年,2010年三个不同年份地温数据,探讨热岛强度年际时空格局演变,建立LST与ndvi、城市热岛强度与水域面积间的相关关系,分析武汉市城区多年ndvi均值以及水域面积的时间变化趋势.结果显示:武汉市城市热岛强度存在明显的季节差异;年际热岛强度空间演变格局表现为以沿江地带为中心,以西北和东南两个方向为主向外延展;LST同ndvi呈负相关关系,其中ndvi值下降0.1,则地表温度上升约1.4℃;热岛强度同城市内水域面积大小亦呈负相关;对比分析了城区多年植被覆盖及水体面积变化趋势,总结出绿地等植被覆盖面积逐渐减小及湖泊面积逐步萎缩是造成武汉城市热岛强度增强的主要因素.     

长株潭主城区热岛效应时空演化与土地利用变化关联分析

近年来,由快速城市化过程引起的城市生态环境问题日益突出,热岛效应为最显著的现象之一。本文针对长株潭主城区,采用1994、2000、2006、2010与2015年5个时相的Landsat影像进行地表温度反演,通过热岛强度与等级分析比较了长株潭三市的热岛效应时空演化特征;结合各时相土地利用数据,利用灰色关联模型量化分析了热岛效应时空演化与土地利用变化之间的关系。结果表明:长株潭主城区热岛强度与等级均呈增长趋势;2010与2015年,湘潭市热岛强度大于长沙市与株洲市;建设用地有显著增温效应,而草地、水域与未利用地对强热岛区的降温作用明显。