北京地区陆表温度空间分布特征

利用北京地区1999年的Landsat7/ETM+热红外波段数据反演陆表温度,用热岛比率指数表征陆表温度的空间分布差异。通过计算北京市城区及辖区共15个区、五环路内各环线间区域、以及以故宫为中心的8个方向剖线的缓冲区的热岛比率指数,定量分析其陆表温度空间分布特征。结果表明:北京地区陆表温度空间分布存在明显的差异。总体上城区整体处于次高温区,局部表现为高温区,并且在城区以外的辖区出现了多热岛中心分布的特征;对城区及辖区热岛比率指数分析发现,热岛比率指数最大的区域并不是城区,而是顺义区,为0.6210,其平均地表温度在各区域中也最高,为38.08℃。城区大部分处于次高温区中,热岛比率指数为0.6118,平均陆表温度为37.18℃;五环内区域的平均陆表温度为36.97℃,五环以外区域的平均陆表温度35.18℃;对于五环内各环线间的区域,四环至三环间的区域热岛比率指数最高,为0.6327,其平均地表温度为37.48℃;就8个方向剖线的缓冲区分析总体来看,东向和南向热岛比率指数较高,而西向和北向较低。     

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.     

河谷城市与平原城市热岛差异性分析

随着城市的快速发展,城市热岛效应越来越重要。本文利用环境卫星数据,以西安市和兰州市为例,通过对河谷与平原城市的热岛效应差异进行初探,发现在两个研究区的市区内部,其热岛分布特征与已有研究的热岛分布特征一致。但就整个研究区而言,西安市的热岛主要分布在城区,兰州市则主要分布在郊区。分别对西安和兰州的地表温度与NDVI进行了相关性分析,发现西安市的地表温度与水体指数呈非线性相关,而兰州市则呈线性相关。     

武汉主城区热环境特征对城市建设的响应

针对目前城市建设与地表热岛效应定量关系尚不明确的问题,该文利用Landsat遥感影像反演武汉主城区地表温度(LST)、提取不透水面率(ISA)值,并将ISA值按照一定阈值划分城市建设密度,探讨不同城市建设密度水平下热岛强度的变化;构建平均ISA与LST间的数量关系,明确城市热环境特征对城市建设的定量响应。结果表明:①1987—2016年间武汉主城区发展迅速,城市高密度建设范围从1987年的130.0 km~2增加到2016年的366.9 km~2,29年间增加了188.2%;②不同建设密度用地表现出不同程度的热岛强度,高密度、中密度和低密度建设水平对应的热岛强度分别为2.72～8.39℃,2.02～5.69℃和0.92～3.82℃;③LST与平均ISA呈现出明显的正向线性关系,两者拟合方程的系数为0.853～0.942;城市建设水平能很好地解释城市地表温度的空间变化,平均ISA每增加10%,地表温度上升0.35～0.85℃。     

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。     

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。     

武汉中心城区热岛效应模拟

针对传统的模拟热环境时空演变模型欠缺可推广性,该文提出运用CA-Markov模型研究热环境变化趋势,既能有效模拟元胞时空格局变化,又能提高元胞转化预测精度,经验证Kappa指数为73.46%,具有较高的可信度。基于CA-Markov模型模拟的武汉中心城区热环境表明:2009—2018年低温区和次低温区呈现减少趋势,中温区显著增加,热岛略有增长,总体强度增大,热岛效应愈发明显;2009—2018年热岛演变呈西南-东北方向,有向西-东方向发展的趋势,热岛重心南偏西方向移动;2009—2018年热岛区域在景观水平上破碎度较高,热环境趋于复杂化。研究结果对武汉中心城区城市规划、生态环境改善等具有一定的参考价值。     

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。     

MODIS数据北京城区热岛监测分析

随着城市化进程的深入,热岛效应问题越来越严重,从而影响城市及周边地区的生态环境与气候,因此备受人们的重视。本文从2000年—2007年724幅1km分辨率的MODIS地表温度产品中选取64幅质量较好,可以代表春、夏、秋、冬四个季节的昼夜影像,制作地表温度图和选取感兴趣区域分析北京城区热岛效应。结果表明,北京市城区温度明显高于周围地区,夏季夜间最高达到3.7℃,秋季白天相对热岛强度较大,夏季、冬季夜间热岛强度要大于白天,尤其冬季较为明显。     

利用Landsat ETM+分析城市热岛与下垫面的空间分布关系

采用数理统计与空间统计相结合的方法,利用Landsat ETM 数据对北京、上海、沈阳和武汉等4个大城市的夏季城市热岛相对强度与城市下垫面的空间分布关系进行对比研究。用混合像元线性光谱分解方法提取的城市植被覆盖度与不透水面表征城市下垫面;用城市地表亮温与水体亮温差值表征城市热岛相对强度。结果显示,4个城市的植被覆盖、不透水面与热岛强度的分布呈较强的空间正自相关,并且存在较为一致的自相关范围,该范围相当于城市街道与建筑组合特征尺度;自相关引起的结构性是导致3者空间分布异质性的主要因素。植被覆盖对城市热岛的缓解效果与不透水面对城市热岛的增强作用均呈分段线性特征,但区域差异较为明显;交叉相关系数曲线则显示出相关性的空间异质性与多尺度现象,同时存在一个约550 m的空间作用特征尺度。该研究结果有助于在城市规划实践中合理配置建筑与植被的间隔和比例,以缓解城市热岛效应。     

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。     

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。     

On Urban Heat Island of Beijng Based on Landsat TM Data

IntroductionThe scientists have begun to retrieve land sur-face temperature (LST) fromsatellite data sincethe launch of TIROS-Ⅱin 60s of the 20th centu-ry . With the development of remote sensingtechnology and its application, more and moreLST retrieval …     

On urban heat island of Beijing based on landsat TM data

Land surface temperature (LST) of Beijing area was retrieved from Landsat TM thermal band data utilizing a radiative transfer equation and the urban heat island (HUI) effects of Beijing and its relationship with land cover and normalized difference vegetation index (NDVI) were discussed. The result of LST showed that the urban LST was evidently higher than the suburban one. The average urban LST was found to 4. 5°C and 9°C higher than the suburban and outer suburban temperature, respectively, which demonstrated the prominent UHI effects in Beijing. Prominent negative correlation between LST and NDVI was found in the urban area, which suggested the low percent vegetation cover in the urban area was the main cause of the urban heat island.     

基于分裂窗算法的温度反演研究及应用

分析了MODIS热红外数据的特点,利用MODIS热红外数据,实现了2004年7月23日的湖北省地区组分温度的反演。     

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。     

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.     

基于归一化植被指数的城市热岛效应分析

植被指数模型的应用领域已经愈加广泛,利用陆地地表温度反演与归一化植被指数在空间变化上具有相反趋势的特点,将归一化植被指数引入到城市热岛效应现象评价中。基于CBERS CCD遥感影像数据源,通过阈值划分及水体提取建立人工决策树,对城市热岛效应进行定量分析与总体评价,建立一定的评价指标,为城市的环境监测、管理及规划提供依据。