基于Landsat8的天津地区夏季城市热岛区分布特征研究

为掌握城市热岛区的分布特征以寻求缓解城市热岛效应的可行方法,选取2013年7月24日和8月25日两景Landsat8天津地区遥感影像,采用单窗算法反演地表温度,并在此基础上,利用Senanayake等提出的方法确定夏季城市热岛区,分析热岛区与植被和水体的关系.结果表明:研究区夏季地表温度平均值约为31.5℃,以中温区和较低温区为主;热岛区的地表温度在36℃以上,所占区域为研究区面积的6.12%,且空间分布不均,呈现市区和塘沽中东部2个中心,景观格局呈零星状和组团状,热岛区斑块面积相差较大;结合实例采用空间叠加法分析热岛区与植被和水体的关系,发现热岛区内几乎无植被和水体分布,说明水体和植被对热岛具有缓解作用.     

海湾型城市地表温度景观格局时空演变特征

以厦门市为研究区,以1994—2015年间4景Landsat TM/OLI影像为数据源,对厦门市地表温度景观格局时空演变特征及其与不透水面分布的关系进行研究. 结果表明：厦门市城市地表温度空间分异越来越大,次高温和高温区景观类型的面积增大;地表温度景观总体上破碎化程度降低,斑块类型的多样性和均匀分布程度降低,次高温和高温斑块的面积及最大斑块指数增大,斑块数量降低,斑块形状越趋复杂,各类型斑块在空间上趋于聚集成片分布;研究时段内中低等级斑块类型（1、2、3级）向高等级斑块类型（4、5级）转化的面积呈持续增大趋势,等级升高的面积明显大于同期等级降低的面积. 统计分析表明,随着城市化的发展,不透水面的增温效应显著增大.     

快速城市化过程中城镇用地与农业用地的景观斑块特征研究--以深圳市为例

以快速城市化地区——深圳市为例，使用景观格局的研究方法，在斑块水平上，通过计算景观单元特征指数，包括斑块数、斑块面积等指标，以及不同景观组分的面积谱和斑块形状指数，对快速城市化地区的城镇用地、耕地、林地、园地等主要用地类型的斑块特征在时间和空间上的变化进行了研究．结果表明，在快速城市化过程中，城镇用地在空间上向着大面积、高度聚集，在斑块形状上向着规则化的方向发展；耕地与之相反，由原来的聚集分布转为破碎化分布，斑块形状不规则化明显；林地由于其在空间分布上与耕地(城市化前期)、城镇用地(城市化水平较高时期)存在着明显的分异规律，林地主要分布在海拔较高的区域，因此其无论是在空间分布上的聚集性，还是在斑块形状的规则性方面，受城镇用地迅速扩张的影响较小，均维持在较高水平；而园地作为城市化过程中产生的一类新兴的农业用地，与城镇用地类似，向着在空间上聚集、斑块形状上规则化的方向发展．     

三峡库区城市热力景观格局动态变化分析——以重庆市万州区为例

以三峡库区城市——重庆市万州区为研究对象,对不同时相的遥感影像进行地表温度反演,选取景观格局指数分析热力景观格局动态变化,并进行驱动力分析．结果表明：2003--2009年,万州区热岛、强热岛区面积逐年增长,热岛区为景观基质;强绿岛区面积逐年增长．景观最大斑块指数、连通性指数、聚集度指数均逐年降低,景观破碎化程度增大;景观丰富度保持不变趋势,Shannon指数及景观均匀度指数逐年增加,景观多样性、异质性增加．     

基于土地利用的丹江胡村—商镇断面控制流域景观格局研究

以土地利用数据为基础,采用地理信息处理软件Arc GIS和景观格局分析软件FRAGSTATS,选取斑状密度、斑块个数、Shannon指数、蔓延度指数、边缘密度、周长-面积分维数、类型分离度等指标,对丹江胡村—商镇断面控制流域土地利用特征、景观空间分布和结构特征进行分析研究。结果表明:研究区域内人类活动导致林地、草地景观类型面积减少,逐步转变为耕地景观类型;优势景观类型渐渐从林地(面积比从48.83%减小到31.49%)变为草地(面积比从24.35%增加至41.73%);在景观级别上,各断面控制流域内同类型斑块逐渐聚集,而形状趋于复杂,不同类型斑块聚集程度及多样性也逐渐增加,且各类型比例较为均一;在类型级别上,人为活动对耕地、建设用地和未利用土地的影响作用较大,其景观类型形状趋向复杂,破碎程度增加,草地景观的斑块表现出聚集的趋势,水域景观的分布杂乱且形状复杂,连通性越来越低。     

基于Markov模型的城市土地利用景观格局分析及预测——以六盘水市为例

通过景观结构及景观格局指数分析贵州省六盘水市中心城区1990年～2010年生态环境变化的趋势及原因,并通过Markov模型预测了2020年～2050年研究区景观格局演变趋势,结果表明:①研究区20a间灌木林地显著增加、耕地尤其是水田大量减少.②20a间研究区建设用地大量增加,斑块由零散分布逐渐连成片;耕地斑块的破碎化程度提高,且形状越趋复杂.③1990年～2010年间研究区内景观结构发生了较大变化,景观空间连接性下降,多样性增加,破碎化程度提高,斑块的空间镶嵌趋向复杂,景观组分趋向均匀分布.④通过预测可知,随着城市化进程的加快研究区景观破碎化程度将进一步增大,斑块的空间镶嵌更加趋向复杂,景观组分进一步呈均匀化分布.     

闽江河口湿地景观格局动态及其驱动力

利用1986年、1996年和2003年遥感影像作为基本信息源，在遥感和GIS技术的支持下，运用景观生态学原理，选取景观格局指数，分析和研究1986-2003年闽江河口湿地景观格局的动态变化及其驱动力.研究结果表明，随着人为活动强度的逐渐增强，自然湿地景观的斑块数随时间而增加,而斑块面积减少，人工湿地和非湿地景观的斑块数和面积均有不同程度的增加,湿地景观向人工景观、非湿地景观转变的趋势明显；各类景观的斑块密度、斑块分维数和形状指数增大，景观形状趋于复杂；景观多样性指数和均匀度指数增大，优势度下降，景观破碎程度增强；泥沙运动、城市建设、防洪堤建造和采砂活动等是闽江河口湿地演变的主要驱动力.     

河谷型城市城乡交错带景观格局空间特征分析—以兰州市安宁区为例

利用2005年安宁区SPOT 5遥感影像和正射航空影像数据,应用景观生态学原理,选取斑块密度、景观形状指数、分形维数指数、聚集度指数、多样性指数、均匀度等指数,在确定出研究区的适宜研究粒度为10 m的基础上,从斑块格局、区域景观格局等方面进行景观生态分析,对研究区的景观格局现状进行研究.采用200 m×200 m的正方形将研究区的土地利用数据切分成规则格网,计算每个格网的多样性指数,通过半方差分析研究多样性空间结构特征.结果表明,农业景观类型破碎化程度较高,人工景观类型斑块形状规则,自然景观的分维数较高.各街道的景观指数分异特征明显.多样性分布具有较好的空间结构性,属于中等强度空间相关,高值区主要分布于安宁区中部.     

上海快速城市化不同阶段城市热场景观格局演变研究

本文以上海市为例对城市热环境的空间分布特点及不同城市化阶段的演变特征进行分析.研究表明:随着上海城市化的深入,热环境空间结构趋于复杂,不同的城市化发展阶段热环境格局呈现出截然不同的演变特征.结合景观格局指数与转移矩阵对热环境的演变规律进行分析得出:城市化高速发展阶段,主城区及近郊区内的低温斑块等级上升明显,热环境格局的聚合度显著下降,景观多样性指数明显上升.优化发展阶段,主城区内强热场面积下降,近郊或远郊地区强热场明显增加,总体热环境格局的聚合度及多样性指数变化趋势减弱.本次研究结果展现了城市化不同阶段中城市热环境格局的分布与演变特征,为科学制定应对城市热岛问题的措施提供科学的参考.     

安徽舒城县土地利用类型斑块分形特征

运用分形理论,对舒城县土地利用类型图斑的周长、斑块边缘密度和斑块形状指数的标度-频度关系进行了定量分析,结果表明:平原区、岗丘区、山区土地利用类型图斑的数目分别为514、222、94,图斑数目逐渐减少,同时景观异质性和景观破碎度逐渐降低.平原区占据优势地位的斑块是耕地,其面积占到平原区斑块总面积80%以上.岗丘区耕地和林地斑块面积百分比分别为31%和61%,占据着优势地位.山区则是林地斑块,其面积百分比为87%.斑块边缘密度普遍较高,土地利用类型斑块边缘趋向复杂化;斑块形状指数大部分小于1.5,斑块形状总体处于比较简单的状态;土地利用类型图斑的周长、斑块边缘密度和斑块形状指数的标度-频度双对数关系显著,相关系数均超过0.9,呈高度负相关,其分形关系客观存在.     

2002-2018年北京市通州区城市热岛(冷岛)效应时空分异规律及其影响因素

北京市通州区于2015年正式成为首都市副中心。截止至2018年,已有大量的人口、工业、商业迁入通州区,使得人为活动大大增加。人为活动以及下垫面的变化会影响通州区地表温度的时空分布。为了给通州区今后的发展进行指导,本文通过MODIS数据和气象数据,得到北京市通州区城市热岛（冷岛）效应的时空分异规律,分析了地表温度和归一化植被指数（NDVI）及气象要素之间的关系。结果表明：北京市通州区1951~2018年的四季气温呈显著上升趋势;城市热岛（冷岛）与环境要素关系密切,归一化植被指数与地表温度呈显著负相关,这表明通州区的植被分布对热场具有调节作用;城市热岛比例指数与平均气温、平均相对湿度呈负相关（相关系数分别为0.012和0.119）;城市冷岛比例指数与平均气温、最大风速呈正相关（相关系数分别为0.186和0.089）。说明随着通州区平均气温的升高,通州区热岛现象减弱,城市冷岛现象增强。通州区最大风速的增加对城市冷岛现象有增强作用。通州区平均相对湿度的增加对城市热岛现象有削弱作用。可见该研究结果可以为北京市通州区城市规划和生态城市建设提供依据。     

高密度城区公园降温效应与模拟预测研究——以天津中心城区为例

在当前快速城镇化背景下,大量城镇人口导致各大城市人口密度不断增加,高密度的城区热岛现象开始加剧。公园绿地作为城市生态系统的重要组成部分,在缓解热岛方面具有重要作用。本研究以天津中心城区8处较大的公园绿地为实证对象,基于2013年Landsat8 ETM＋影像,通过单窗算法分析其降温效应。研究表明：公园面积及植被覆盖度是热岛效应最重要的影响因子,水体比例也在很大程度上影响着地表温度;各公园的最大降温强度和降温距离差异较大,降温强度温差约2．72℃,降温距离相差195 m;城区面积较大的公园降温效应更明显,水体比例高于30％或植被覆盖度高于10的公园降温效应较理想;并在研究结论的基础上构建了公园的降温效应模型。研究成果为天津中心城区及类似高密度城区的公园绿地规划提供了有效技术支撑。     

石家庄市主城区热岛特征及变化分析

城市热岛效应是城市化进程带来的突出问题。基于Landsat数据和辐射传导方程法反演出地表温度,分析2004-2020年石家庄市主城区热岛变化,结合土地利用和标准差椭圆得出热岛扩张情况,并研究地表温度与归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、建筑指数(Normalized Difference Built-up Index,NDBI)和温度植被干旱指数(Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI)的相关性,为国土空间优化布局提供理论依据。结果表明,2004-2020年平均地表温度、最低地表温度均有所升高;热岛主要集中在市中心、鹿泉区、藁城区和栾城区的城镇点,以及铜冶镇,建筑用地和热岛扩张趋势一致,并向着西北和东南方向扩张;地表温度与NDVI呈现负相关,与NDBI、TVDI呈现正相关,建筑用地是地表温度升高的主要因素之一,植被覆盖度和地表湿润度可以调控地表温度。     

珠三角城市化对大气边界层特征影响的数值模拟

利用WRF/UCM模式对珠江三角洲2008年秋季一次大气污染过程的气象场特征进行模拟。在模式中针对下垫面类型数据和人为热通量来设置敏感性试验以探讨城市化对大气边界层特征的影响。研究结果表明:城市化发展(包括城市土地利用类型的改变以及人为热通量的加入和增加)均能增强城市热岛效应和干岛效应,使夜间地面逆温现象更加显著,地面污染物容易积累;地表粗糙度的增加使风速减小,城市化使热岛环流增强,污染物难以扩散,这也是造成空气污染事件的原因;同时城市的发展能抬升白天和夜晚的大气边界层高度。     

基于遥感的珠海市景观变化梯度分异研究

  以珠海市为研究对象,以遥感影像、野外调查和统计资料为数据源,在ArcGIS支持下,建立以城市中心区为起点的17个辐射状环带,并在主城区设置不同方向的两个空间样带,结合景观格局指数和空间梯度分析方法,分析了珠海市全区与主城区空间格局总体特征、景观空间梯度变化规律,分析城市化效应。结果表明,近15年来城乡建设用地、道路和林地的面积均呈增加趋势,农田、裸地,水体、灌丛和滩涂等类型面积减小,证明了城市化效应的扩大;随着空间样带由中心城区向外围移动,各景观类型随梯度带的变化较为复杂,特别是城区的两个样带上建设用地面积均逐渐下降,农田面积上升,表明了城市化的梯度性和方向性;受自然和人为因素影响,样带的时空梯度差异较大。15年来珠海城市主城区扩展至中心城区向西北方向10 km和向西南方向12 km的范围内。通过研究区景观时空梯度分异特征的分析,能够定量化研究城市化梯度的扩展及城市结构的变化,对于城市的管理、资源的恢复与保护工作具重要意义。     

城市建筑物沉降永久散射体干涉雷达监测

地面沉降对城市建筑物构成巨大威胁,对城市建筑物进行沉降监测具有重要意义.采用德国合成孔径雷达（TerraSAR-X）1,m空间分辨率的雷达影像,使用永久散射体干涉测量（PSI）技术,以天津塘沽渤海石油新村和东沽石油新村为研究区,研究不同类型建筑物（建造时间、层高及地理位置等）的沉降特征.研究结果表明,不同类型建筑物在沉降率和沉降时间过程上具有较强的时空分异性.研究结果可以为天津塘沽滨海新区建筑物沉降风险控制提供科学参考.     

上海城市对风速的影响

本文根据上海城市和郊区实测的风速资料,首先论证了由于上海城市的发展,建筑群增多、增密、增高,导致下垫面粗糙度加大,其摩擦阻障效应消耗了空气水平运动的动能,因而使城区的年和月平均风速减小。其次,分析了上海城市热岛效应与风速的相互影响:盛行风速小,有利于热岛的形成;热岛强时,容易发展垂直湍流,有使城区风速增大的效应;在背景风场微弱时,热岛温度场会导致热岛环流。最后,阐明上海城市与郊区的风速差异有一临界风速v_o。当盛行风速大于v_o时,城市下垫面粗糙度大,使风速减小的效应突出;相反,当盛行风速小于v_o时,热岛湍流使城区风速增大的效应显著。上海v_o的年平均值在2米/秒左右。     

上海城市对风速的影响

本文根据上海城市和郊区实测的风速资料,首先论证了由于上海城市的发展,建筑群增多、增密、增高,导致下垫面粗糙度加大,其摩擦阻障效应消耗了空气水平运动的动能,因而使城区的年和月平均风速减小。其次,分析了上海城市热岛效应与风速的相互影响:盛行风速小,有利于热岛的形成;热岛强时,容易发展垂直湍流,有使城区风速增大的效应;在背景风场微弱时,热岛温度场会导致热岛环流。最后,阐明上海城市与郊区的风速差异有一临界风速v_0。当盛行风速大于v_0时,城市下垫面粗糙度大,使风速减小的效应突出;相反,当盛行风速小于v_0时,热岛湍流使城区风速增大的效应显著。上海v_0的年平均值在2米/秒左右。