景观格局对城市热环境的影响——以南昌市为例

基于1989、 2001、 2011和2017年Landsat遥感影像反演地表温度和提取地表覆盖信息,利用Uniform tiles和单因素线性回归方法,研究了1989—2017年南昌市景观格局的变化对热环境的影响,分析了城市发展过程中景观格局对地表温度的影响机制及影响因素。结果表明：1)1989—2017年,不透水表面景观面积增加了195.57 km²,城市热岛区域面积扩大了217.74 km², 2017年热岛区域面积已高达432.76 km²。2)热环境区域的景观类型主要为不透水表面,占比每增加10%,温度上升0.62℃;而绿地、水体景观占比每增加10%,温度则下降0.79℃。3)不透水表面景观空间分布越集中,斑块越紧凑,密度越大,将导致地表温度升高,热岛效应进一步增强;绿地、水体景观则相反。景观格局是影响城市热岛效应的决定性因素,在城市化进程中,合理规划城区景观格局将有效缓解城市热环境现象。     

城市局地气候分类的地表热岛效应

为研究城市形态和地表性质对城市地表热岛效应的影响,以西安市为例,基于Landsat8遥感影像和建筑矢量数据,采用局地气候分类(Local climate zone,LCZ)方法,对主城区进行LCZ划分.通过Landsat8遥感影像反演夏季地表温度,研究不同类型LCZ内地表温度的分布特征,同时选取14个地块分析地表热岛强...     

快速城镇化背景下城市热岛演变特征及成因分析

以快速城镇化为研究背景,以西咸一体化为样区,基于Landsat TM热红外波段数据,采用单窗算法反演地表温度,获得了1988、2000和2010年三个不同时相西咸地区热岛空间分布及演变特征,并借助主成分分析的方法探讨了西成一体化背景下城市热岛的演变成因,结果表明:①西咸一体化致使西咸地区热岛效应加剧,表现为22年间热岛区域面积累计增加95.79 km~2;②热岛区域面积的增加主要来源于强热岛区和常温区面积减少的流入;同时,绿岛区域是西成区域内变化仅次于常温区域的热岛类型,累计增加161.72 km~2;③22年间西成地区强热岛区域表现为由面及点的发展趋势,而热岛区域则呈现摊大饼式的面状扩展模式;④PCA分析表明:城市人口、建成区面积、人均道路面积、人均绿化面积、平均风速和降水量6个影响因子为西成一体化进程中城市热岛演变特征的主要影响因素.     

城市三维空间与地表热环境定量关系研究——以济南为例

城市三维空间形态通过改变空气循环流动以及太阳辐射的传输平衡影响城市热环境。地表温度是研究城市热环境的重要参数之一,厘清城市三维空间形态影响地表温度的机制对缓解热岛效应具有重要意义。文章利用济南市2020年夏季Landsat8热红外影像数据和建筑矢量数据,通过3种回归分析模型探讨了城市三维空间形态与地表温度之间的相关性和空间尺度效应。结果表明：研究区域平均地表温度为33.97℃,而中高温区域面积比例高达58%;城市三维空间形态与地表温度之间具有尺度依赖性,选取4个基准尺度中,150 m空间尺度是研究城市热环境的最佳分析尺度;对地表温度影响较大的指标因子分别是空间拥挤度(SCD)、建筑物表面积(BSA)、平均高度(AV)、平均体积(AH),说明空间拥挤度较小、瘦高、三维空间上分布稀疏的建筑物有助于降低地表温度。     

济南市城市热岛遥感反演

随着城市建设的高速发展,热岛效应越来越被人们所重视.本文采用2002年的Landsat ETM+遥感影像,阐述了地表温度反演的原理和计算方法;用ERDAS IMAGINE软件构建的模型反演济南地表温度得到地表温度图;分别从较低温区域、中温区、较高温区、特高温区、热核区,研究了济南市热岛效应的空间分布特征及其成因,并提出相应的措施.     

遥感技术应用于河流对城市气候影响研究

为了确定松花江水域冬夏季对哈尔滨市及周边区域的影响,给城市河流规划与合理利用提供正确的理论支持,采用地面数据采集与遥感数据采集相结合的方法,对2004年1月25日和6月1日的热红外遥感影像图进行分析,以流经哈尔滨市的松花江段为研究对象,根据冬夏季温度、相对湿度分布,确定松花江城市河道对周边区域的影响.研究结果表明:在夏季,市区温度较郊区温度低,水域两侧地表温度呈递增分布,且变化趋势北岸比南岸明显,湿度市区较郊区高,市区以松花江及毗邻地区为湿度分布中心,且北岸比南岸影响半径大.在冬季,市区温度比郊区温度高约4℃,水域两侧温度分布差异明显,冰封水体表面温度与南岸温度接近,比北岸温度高约2℃,湿度分布符合城市干岛效应,市区湿度比郊区低约1%.该成果为后期地面定点观测和移动测量奠定了数据基础与技术支撑.     

基于Landsat TM／ETM＋数据的南昌城市热岛效应研究

利用Landsat TM/ETM＋数据进行南昌市地表温度反演,得出1989年和2000年2个时相的南昌市热岛强度等级分布特征,结合下垫面土地覆盖类型图,选取样区对比分析了地表温度空间分布。结果表明：南昌市存在比较明显的热岛效应,主城区的地表温度由城区中心向近郊、远郊逐渐降低,城市地表温度与下垫面的性质紧密相关。研究结果对于改善南昌城市生态环境、减缓城市热岛效应具有重要的参考价值。     

应用MODIS资料对城乡地表热通量的估算

为了揭示城市热岛形成机制,基于MODIS资料,结合自动气象站实测的气象资料,利用地表能量参数化方法估算了地表热通量,分析了城乡地表热通量的空间分布及变化特征.结果表明城乡地气热交换差异明显,与相关文献对比证明该方法是可行、有效的.     

采暖对城市热环境影响调查研究

在晴朗无云的天气条件下,以“汽车流动观察法”在冬季采暖期和非采暖期的夜间分别测试了均匀布在西安城区280个观测点的近地空气温度值,对测试数据进行同时性修正后,绘制城市等温线图,计算城市热岛强度。比较两个时期的城市空气温度分布后,发现采暖对于城市冬季热环境分布影响范围比工业散热和商业散热更广,非采暖期城市热岛主要出现在市中心的工业和商业集中区,城市郊区空气温度分布则相对均匀,热岛现象不明显。基于采暖散热影响,采暖期城市热岛涉及的范围包括整个城区,采暖期城市热岛强度比非采暖期提高2℃左右。当城市采暖不随室外气温变化调节时,采暖对城市热岛的影响相对恒定。     

基于城市地表参数变化的蚌埠市热岛效应研究

通过Landsat TM/OLI TIRS遥感影像反演获取蚌埠市2007年、2009年、2013年、2017年的地表温度和热岛强度,并提取建筑指数、植被、水体等主要地表参数信息。通过正规化、等级划分处理、空间叠加分析和回归统计定量分析方法,分析蚌埠市2007—2017主要地表参数变化及其对城市热岛效应的影响。研究表明:2007—2017期间,建成区面积增加120.86km~2(占总面积30.43%),植被面积减少115.40km~2(占总面积29.05%),城市热岛面积从95.76km~2增长到196.51km~2;地表温度与建筑指数总体呈正相关,与植被、水体总体呈负相关;地表参数信息对地表温度的影响分别是建筑指数最大、植被次之、水体最小,城市建成区面积增加、植被和水体面积的减少以及通风不畅是造成蚌埠市热岛效应的主要因素。     

基于通风潜力及风特征量化分析的城市风道构建

以杭州市主城区为例,选取杭州典型季份的Landsat 8影像反演城市地表温度,以城市局地环流运行规律为理论基础,确定城市风道系统的作用空间和补偿空间. 通过构建杭州主城区表征城市风道地表粗糙度的5个影响因子（包括建筑密度、建筑高度、城市绿地、城市水体和城市路网）的空间数据集,建立城市风道通风潜力综合评价模型,并实现GIS空间叠加分析,确定通风潜力最大区域作为潜在通风廊道区域. 结合杭州主城区各气象站点的15个自动气象风玫瑰图,确定周边区域夏季和冬季主导风向的空间分布情况. 结合上述分析结果及杭州的城市建设与规划,实际确定出杭州主城区6条潜在一级风道和5条二级风道.     

基于BFAST算法的神东矿区地表温度突变检测及影响分析

为获取神东矿区地表温度长期变化趋势,提取其地表温度突变特征,以2000—2018年16 d地表温度最大值合成的MOD11 A2为数据源,对神东矿区地表温度进行回归分析,拟合其时序变化趋势,并利用BFAST算法(breaks for additive seasonal and trend)提取地表温度突变的时空分布特征、最大突变发生时间和突变幅度.在此基础上,通过空间叠加统计方法分析地表温度突变与土地覆被变化之间的关系.结果表明:2000—2018年,由于神东矿区整体植被覆盖度增加,矿区内98.63％的区域地表温度呈下降趋势;露天采区地表温度突变比例高于井工采区,露天采区和井工采区内地表温度突变面积占比分别为34.66％和19.02％,归因于露天开采比井工开采对地表扰动更加剧烈;土地覆被变化引起地表温度突变,地表温度突变方向和幅度取决于土地覆被变化的类型、规模等.研究结果可为矿区生态环境治理及评价提供科学依据.     

济南市城市热岛遥感反演

随着城市建设的高速发展,热岛效应越来越被人们所重视。本文采用2002年的Landsat ETM 遥感影像,阐述了地表温度反演的原理和计算方法;用ERDAS IMAGINE软件构建的模型反演济南地表温度得到地表温度图;分别从较低温区域、中温区、较高温区、特高温区、热核区,研究了济南市热岛效应的空间分布特征及其成因,并提出相应的措施。     

基于RS与GIS的哈尔滨城市热岛效应动态变化分析

本文利用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术对哈尔滨市不同年代时相的LandsatTM/ETM+热红外遥感数据进行地面亮温反演、正规化和等级划分等处理,研究城市热岛的时空变化和温度场空间分布规律,进而揭示城市热岛效应的分布范围和发展趋势.结果表明:道外区和铁路沿线区域是热岛效应的主要分布地带;地面亮温等级分布图表明,市区地面亮温发生以下转变:特高温-高温-中温,热岛效应区域由集中走向分散,且有所缓解;植被和水体区域的地表亮温较低,其边缘亮温更低.对市区热岛效应的动态分析,可为监测城市化进程和城区的扩展以及城市热环境质量评价和地面热源调查提供准确、丰富的信息.     

西安城区海绵城市建设设计降雨量与不透水地面分布研究

为给西安市海绵城市建设提供科学依据和参考,确定了西安市海绵城市建设设计降雨量并对主城区下垫面进行分析.结果表明:西安市年径流总量控制率为50%、80%和85%时,对应的设计降雨量分别为6.76 mm、17.43 mm和21.22mm.设计降雨量为21.22mm时,海绵城市建设可实现对全年87.14%的降雨场次地表径流有效控制的目标.主城区中,莲湖区、碑林区和新城区的不透水地表面积为90%左右,城市内涝的风险和促渗难度较大.结合西安市湿陷性黄土的地质条件,建议建立连续渗透体系;对既有街区,海绵城市建设应优先从公园绿地海绵化入手.     

基于GEE 的桂林市主城区热环境变化定量遥感分析

以桂林市主城区为研究区, 基于谷歌地球引擎(GEE)采用随机森林算法对2010、2014 及2018 年3 期Landsat 遥感影像进行土地利用分类, 并采用单窗算法进行地表温度反演, 根据NDVI 像元二分线性模型解算地表植被覆盖度, 最终对土地利用、植被覆盖及地表温度进行动态的统计及对比分析。结果表明:2010-2018 年桂林市主城区平均温度呈上升趋势, 8 年共增加1. 29℃ , 且各级别温区由低温区、较低温区及中等温区转化为较高温区及高温区; 较低温区及低温区主要分布于植被及水体覆盖区域, 而中等温区、较高温区及高温区主要分布于建设用地及未利用土地覆盖区域; 2014-2018 年, 高植被覆盖度面积大幅缩减(缩减 31. 34%)主要原因在于建设用地面积的大幅增长(扩张30. 19%); 基于GEE 的随机森林算法土地利用分类具有较高的分类精度(3 个时期均高于80%)。研究结果可为改善城市热环境提供科学依据,也可为桂林市制定的发展战略提供科学参考。     

城市地表热环境季节变化及与下垫面特征关系

为进一步揭示城市地表热环境的时空分异机制,利用遥感信息技术提取深圳市西部地区不同季节的地表温度、植被覆盖、不透水面、水分状况等下垫面特征参数,在此基础上分析地表热环境的季节变化特征及与下垫面生物物理参数的定量关系.结果表明:研究区地表热力景观的空间分布、强度随季节发生显著变化;不透水面指数、湿度指数与地表温度分别呈指数正相关、线性负相关且在不同季节表现稳定,而植被指数与地表温度呈非线性关系并随季节变化;多元线性逐步回归分析表明,不透水面对地表温度的调节作用最大、地表湿度次之、植被覆盖最小.     

枣庄市城市热岛效应时空演变及缓解措施初探

城市热岛效应是快速城市化带来的一个重要问题,严重影响城市环境.采用2016—2017年枣庄市4幅Landsat OLI影像数据,运用分裂窗算法反演枣庄市地区地表温度热场变异指数,分析枣庄市热岛效应的季节变化特征,并揭示出热岛效应与NDVI之间的相关关系.研究结果表明:枣庄市地区地表相对高温区的分布具有明显的季节特征;枣庄市四季均存在着明显的热岛效应,其中夏季和秋季为强热岛,春季次之,冬季为弱热岛;地表温度与NDVI均呈负相关且在春季更显著,即提高城市植被覆盖度是降低地表温度、缓解城市热岛效应的有效措施.     

城市热岛与建筑热工设计

本文在简要介绍城市热岛概念、特征及形成机理的基础上,探讨了城市热岛现象对城市区域的建筑保温设计、建筑防热设计和建筑防潮设计的影响,给出了消除城市热岛不利影响的途径和设计方法。     

基于单窗算法的昆明地表温度反演及热格局分析

基于LandsatTM数据,采用单窗算法进行了昆明地区地表温度的反演,获取了地表温度分布图．开展了对研究区热格局的分析,发现昆明地区存在显著热岛效应．通过剖面线分析得到典型区域地表温度变化情况,得出地表温度分布与下垫面密切相关的结论．另外根据水温反演结果和气象资料,初步探讨了滇池水域和城市气候的关系．