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.     

近十年南京城市热岛演变的遥感研究

利用2000-2008年南京夏季晴空天气的MODIS地表温度产品(代码为‘MODllA2')及同期MODIS LIB资料,采用劈窗算法反演生成地表温度,对比分析了南京城市热岛时空变化特征、热岛区面积变化情况,同时通过与台站地表温度的对比,评估了MODIS资料的反演精度.结果表明:1)MODllA2资料的精度略高于MODIS LIB反演资料.MODIS资料的地温的空间分布型态与实际接近;2)基于MODllA2数据和基于MODIS LIB数据的地表温度在2000-2008年都反映了南京的热岛效应,热岛区主要分布在主城区、大厂区和江宁区,总体呈"摊饼式"扩大趋势,但基于MODISLIB数据的热岛范围扩大比基于MODllA2数据的明显很多;3)南京夏季热岛区面积在2000-2008年起伏增加,基于MODllA2数据和基于MODIS LIB数据的增长趋势分别为50.213 km2/a、99.93 km2/a.     

城市热岛对热舒适度的景观格局影响演化分析

为明确城市热岛对热舒适度的空间格局过程的影响规律,给城市空间的合理规划布局提供理论支持,以1992—2011年天津市主城区为例,采用同季同时相的TM遥感数据和地面实测数据,基于人体舒适度和高温生理反应构建地表热岛对热舒适度的影响等级划分标准,划分成5个强度不同的影响区,进而利用景观格局指数评价方法进行分析．研究结果表明:热岛对热舒适度的影响区面积和强度都不断增大;二级影响区斑块破碎化,最大斑块面积减小,但其总面积却在升高,热岛影响无实质改善;引起人体不适应的三、四级影响区,斑块的数量与密度不断增大,总面积和最大斑块面积也迅速增加;热岛景观斑块的破碎化、斑块类型的混合、强热岛区的斑块连通度降低,都会改善热岛对热舒适度的影响;高层小区建设虽然节约用地,却增加了热舒适度的恶化总面积,并使局部热舒适度受影响等级异常增高．     

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.     

西咸一体化驱动的咸阳市热力景观格局时空分异分析

以西咸一体化进程为驱动,以咸阳市1988～2019年热力景观格局时空分异演变特征为研究对象,以多时相、多源异构数据为支撑,采用单窗算法反演得到了多时相热环境数据,结合景观生态学理论,运用斑块总数等景观指数及空间格局移动轨迹方法对咸阳市31年间的热力景观格局时空演变特征进行了剖析.结果表明:(1)咸阳市31年间热力景观类型中常温区占主导地位,年均占有率为70.1%;(2)常温区景观类型变幅最大,31年间累计减少104.65 km~2;其次是热岛区,31年间累计增加99.5 km~2;变幅最小的是强绿岛区,31年间累计减少2.24 km~2;(3)热力景观指数分析表明:31年间咸阳市整体热力景观斑块形状复杂度降低,斑块趋于规则化.究其原因是城市化进程导致城市用地类型占主导地位及大规模城镇化建设过程区域完成所致.(4)咸阳市热岛景观和强热岛景观整体呈现由西南向东北的方向走势.     

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度,通过计算建成区LCZ的城市形态参数分析城市形态对地表热岛效应的影响,采用的参数包括:建筑密度(Building surface fraction, BSF)、绿地率(Ratio of green space, GSP)以及下垫面粗糙度(Height of roughness elements, HRE).结果表明:建成区LCZ地表温度整体高于地表性质LCZ,但温度变化更稳定;建成区LCZ内,高密度的建筑区域地表温度高于低密度区域;地表性质LCZ内,水体温度最低,3种植被型LCZ地表温度低于其余两类LCZ,裸地温度最高;建成区LCZ地块内,高密度的高层建筑和较高的绿化率能够降低地表温度,缓解地表热岛强度;地表性质LCZ地块中水体和林地的地表热岛强度较低.在城市规划中合理的增加水体和绿化的布置,降低建筑密度同时在室外人流密集的区域设置遮阳设施将有利于缓解地表热岛效应.     

中小城市热岛效应及地表参数相关性研究

城市热岛效应成为了一个中小城市生态环境问题,文中以中小城市石城县为例,用2009年、2014年和2017年的Landsat影像为数据源,采用辐射传输方程法对其进行地表温度反演,并统计分析了该县热岛等级分区变化,同时提取了归一化建筑指数(NDBI)、土壤调节植被指数(SAVI)、改进归一化水体指数(MNDWI)及裸土指数(BSI),在此基础上探讨了城市热岛效应与各地表参数之间的关系.结果表明:①近10年来,石城县热岛效应等级分布变化明显,其中,绿岛区及强热岛区面积不断增加,强绿岛区范围也有所扩大;热岛区面积持续减少.②城市地表温度(LST)与SAVI和MNDWI呈负相关,与NDBI和BSI呈正相关.在减缓热岛效应举措上,应适当提高绿地覆盖率、增加水域面积,合理规划城市道路及建筑物等,对城市的规划发展具有重要的指导作用.     

减弱热岛强度的城市形态布局关键参数与响应机制

基于天津市1992-2013年7景夏季TM遥感影像,分别提取城市形态与反演城市热岛强度,利用ArcGIS与MATLAB等大数据分析计算软件,定量研究城市形态布局与热岛强度的响应机制与参数曲线,提出了热岛强度双指标测度的概念算法,即最高热岛升温和热岛升温总量.结果表明:热岛强度随着城市形态面积的增大而上升,总体上城市形态总面积与最高热岛升温、热岛升温总量都呈线性关系;城市形态离散度和临近度,与最高热岛升温不存在明显相关性,而与热岛升温总量呈线性关系;斑块面积与热岛强度呈正相关,50 km2以上的斑块,面积与最高热岛升温呈线性关系,与热岛升温总量呈二次曲线关系;周长面积比与热岛强度呈负相关,与最高热岛升温成S曲线关系,当介于[0.005,0.04]时则与最高热岛升温呈四次曲线关系;斑块分维数与热岛强度呈正相关关系,与最高热岛升温呈线性关系,与热岛升温总量呈三次曲线关系.     

邯郸城市热空间遥感监测研究

以邯郸市区以及周围部分县区为研究对象,利用1988年至2010年间5景Landsat TM/ETM+热红外波段数据反演邯郸市地表亮温,通过对多时相地表亮温图像进行归一化处理,得到相对温度,并进行热岛分级。研究结果表明:20多年间邯郸市出现热岛区的位置相对稳定,但大面积低温、次低温区转换为中温区、次高温和高温区,热岛现象向西、南方向扩张;热岛面积总体呈上升趋势。热岛时空分布特征及异常现象产生的原因主要是由于城市化的加快导致邯郸市下垫面发生了变化。     

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。     

中小城市昼夜热岛强度变化及驱动因素研究

利用2014—2017MODIS地表温度8d合成产品(MOD11A2、MYD11A2),计算中小城市淮南市的热岛强度,运用灰色关联分析法,定量分析昼夜各驱动因素与热岛强度的关系。研究结果表明:1)淮南市昼夜热岛强度的四季变化均较为明显,存在差异;2)淮南市昼夜热岛强度的年际变化白天热岛强度大于夜间;3)昼夜热岛强度驱动因素与热岛强度关联度排序不同,昼夜关联度最大的分别是工业总产值和年平均风速;4)自然因素和人为因素共同影响淮南市热岛强度。     

不同气象条件下济宁城市热岛效应的变化特征

利用1981—2013年济宁、兖州、嘉祥、汶上站逐日4个时次的平均气温、平均风速、降水量、云量和能见度资料,对不同天气条件下济宁市的城市热岛效应进行研究.结果表明:济宁城市热岛效应具有明显的月季变化特征和日变化特征,具体为冬半年明显高于夏半年,白天的热岛强度明显低于夜间,中午前后最弱;济宁市四季热岛强度的变化规律是冬季最强,夏季最弱,春秋居中,除秋季外均呈现缓慢上升趋势.在不同气象条件下,济宁城市热岛强度也存在很大差异,其中在晴朗无风气象条件下表现最为突出,平均值达到0.79℃,其昼夜变化幅度也最大;在降雨时城市热岛强度最小,平均仅有0.09℃,其昼夜变化幅度也最小;大于等于4.0 m/s大风天气和雾均多发生在秋冬季,且雾对城市热岛的形成和昼夜变化影响明显大于风对城市热岛的影响;在晴朗无风和大雾条件下,02时热岛强度最强,当有降水出现时,20时热岛强度最强,出现大风天气时,08时热岛强度最强,所有研究天气条件下,14时热岛强度均表现为最弱.     

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。     

建筑外表面吸热对"城市热岛"增益的研究

“城市热岛效应”是全球许多大城市普遍存在的现象，它已越来越受到人们的关注.城市温度由中心区域向周围逐渐递减的现象，即城市热岛效应.国内外已有不少学者从事这方面的研究，对某些城市的整体热岛范围和热岛强度做过报道.如上海市，冬季最大热岛强度达到7.17℃，夏季最大热     

地表反照率和植被覆盖度对矿区热环境的影响

为分析由于矿产资源的高强度开采导致地表原有植被遭到破坏,使得地表反照率发生改变进而对矿区地表热环境造成的影响。以河北省迁安市马兰庄铁矿为例,利用Landsat遥感影像可见光波段基于统计模型法反演地表反照率,基于NDVI-DFI的像元三分模型反演植被覆盖度,对热红外波段基于辐射传输方程法反演地表温度,借助叠加分析法、相关分析法和回归分析法,定量化和可视化探究了地表热环境时空异质性对光合植被覆盖度和地表反照率变化的响应规律。结果表明：研究区地表热环境空间分布呈现明显的异质性和规律性,高温区主要分布于北部沙河山采场、中部柳河峪排土场和南部未复垦的白马山排土场,中温区主要位于高温区边缘以及其他裸露地表,低温区主要位于北部已复垦尾矿库和已复垦排土场以及境内绿地和水体;光合植被覆盖度和地表反照率的时空变化,导致研究区夏季午间地表热环境异质性较大,3期影像下垫面地表温度均值排序为：矿区采场裸岩>排土场矿渣>复垦植被>水体;光合植被覆盖度和地表温度的回归分析结果表明二者在0.01水平(双侧)呈线性负相关关系(p<0.01),说明光合植被覆盖度的增加对地表热环境具有降温效应,决定...     

青藏高原不同季节地表温度变化特征分析

基于欧洲中尺度气象预报中心(ECMWF)提供的ERA-Interim地表温度,利用经验正交函数(EOF)等方法,分析了青藏高原四季地表温度的时空变化特征.结果发现:青藏高原春、夏、冬季地表温度变化以整体型为主,并且大部地区地表温度呈现升高的趋势;秋季地表温度略有下降趋势,并且以东部和西部地表温度的反向型异常变化最为显著.此外还发现,青藏高原不同季节地表温度的异常变化具有一定的联系,其中整体型变化可以持续3个季节.     

西安市城市热岛环境动态演化规律研究

选择全国重要的加工业及旅游热点城市西安市作为研究对象,借助RS、GIS等空间信息分析工具,采用西安市2000年、2007年、2014年3个时相的遥感数据反演地表温度,对地表温度进行归一化处理,根据城市热岛分布特点,分析了城市化进程中城市热岛的变化特征.研究表明:随着建设用地的扩张,热岛区域面积逐渐增加并由城市中心向外围延伸,而绿岛区分布在秦岭附近的自然景区、山林水体区域,说明绿色植被及水域有明显的降温作用.     

南京市冷/热岛格局的尺度效应研究

城市地表覆被类型变化影响城市热环境的空间格局,研究城市地表覆被类型与城市冷/热岛格局的相关关系,对调节城市微气候,改善人居环境,提高城市韧性具有重要的意义.基于landsat8影像数据,提取南京市4种主要地表覆被类型(水体、植被、不透水面、建筑)的参数;同时利用热红外波段反演地表温度,分别从像元(小)和市、区级行政区划...     

西安夏季和冬季城市热岛的多时间尺度变化特征

基于自动气象站2008年逐时气温观测资料,建立了西安市夏季和冬季城市热岛强度时间序列,采用复Morlet小波变换的方法研究了城市热岛的时间尺度（变化周期）结构及其变化特征,并利用小波方差诊断了各热岛周期振荡的强度。结果表明,冬季城市热岛的尺度结构比较简单,存在24h和144～192h2个主热岛周期,夏季城市热岛的尺度结构较复杂,其主热岛周期为24h和96～120h。日变化和周变化是西安城市热岛的主要变化周期,强热岛主要出现在工作日,弱热岛主要出现在周末。此外,还讨论了引起城市热岛日变化和周变化的驱动因子及其形成机制。     

基于景观格局变化的连云港海岸带生态风险评估

基于连云港4期海岸带遥感影像的解译结果,结合景观生态学,构建生态风险评价模型,定量分析连云港海岸带景观格局和生态风险变化特征.结果表明:从1984年到2017年,耕地和海域面积不断减小,建筑用地面积逐渐增加,林地变化较为稳定;滩涂的斑块密度指数和边缘密度指数不断下降,建筑用地的最大斑块指数不断上升,人类活动对建筑用地的干扰呈逐渐增强态势.连云港海岸带总体处于中生态风险区域,高生态风险区域面积呈下降趋势,较高风险区域面积在不断增加.研究结果可为提高连云港海岸带资源开发利用、优化沿海地区景观格局和促进社会经济可持续发展提供参考.