城市化进程中天津城市热岛景观格局变化分析

为了控制城市热岛的增长趋势并提出科学的政策方案,以天津市为研究对象,利用2001年—2009年的5景Landsat TM/ETM+遥感影像数据对地表亮温进行反演,并利用景观格局指数分析城市热岛在天津城市化进程中的演变特征.结果表明:随着天津城市化进程的发展,热岛景观在数量特征上体现为斑块个数减少,高等级热岛景观类型面积和单体面积均增大,热岛景观逐渐变得更加聚集化;在形态特征上,热岛景观形状指数增大,斑块形状越来越复杂;在结构特征上,热岛景观的聚合度、邻近指数和蔓延度逐渐增大,多样性指数和均匀度指数降低,热岛景观分布向不均匀、组团式发展;在空间分布上,研究区的高温组团大致分布在市区、塘沽区中东部、汉沽区西北部和大港西南部,其中以市区和塘沽区中东部2个组团为典型.利用景观指数分析城市热岛环境,可为制定有效防止热岛发展的措施提供科学依据.     

山地城市土地利用景观格局动态变化分析——以重庆市主城区为例

在RS、GIS技术的支持下,运用景观生态学原理研究了近20年来重庆主城区土地利用和景观格局的动态变化.结果表明:1)研究区内土地利用发生了明显变化,主要表现为建设用地面积持续大幅度增加,耕地面积先增加后减少,林地面积先减少后增加,水体面积相对比较稳定.2)土地利用变化速度越来越快,土地利用类型转变较为剧烈,土地开发强度不断增强.3)研究区景观结构发生了较大变化,斑块密度增加,平均斑块面积减少,香农多样性指数和均匀度指数总体上升,在整体景观破碎化加剧的同时,景观结构趋于多样化、均匀化,景观异质性不断增强.研究认为,由于山水阻隔,重庆主城区形成了有利于生态环境保护的“多中心、组团式”的城市景观格局,然而,随着城市化发展的推进,这种格局正逐渐被弱化,呈连片发展态势.因此,管理和决策部门应制定科学、合理的土地利用总体规划和城市发展规划,在发展经济的同时应加强对生态环境的保护.     

广州市中心城区人为热排放景观格局的时空变化

为了探究人为热排放对城市生态环境的影响,以广州市中心城区为研究区,利用Landsat数据和地表能量平衡方程,研究了2004—2020年城市人为热排放时空演变状况,结合转移矩阵和景观格局指数分析了人为热排放的时空变化特征及景观格局变化规律. 结果表明:(1)从时间上来看,2004—2014、2014—2020年的人为热排放变化分别以区域快速扩张、强度明显增强为主要特点;从空间上来看,广州市中心城区南部的人为热排放强度比北部的高. (2)人为热排放转移矩阵显示2004—2020年广州市中心城区人为热排放变化显著,低排放区面积占比的变化幅度最大(减少15.72%),其次是中排放区(增加14.51%),高排放区面积占比的变化幅度最小(增加0.28%). 由低排放区转为其他类型的比例高达97.36%,由其他类型转为中排放区的比例高达98.43%,构成了人为热排放变化的主要形式. (3)景观水平上,景观聚集度指数(CONTAG)上升,香农多样性指数(SHDI)和修正Simpon均匀度指数(MSIEI)下降,中心城区的人为热排放景观异质性增强,破碎程度提高;不同等级区人为热排放的景观格局演变具有明显差异,其中,低强度排放景观格局(低排放区、低中排放区)趋于稳定性、规则化,高强度排放景观格局(中排放区、中高排放区、高排放区)趋于破碎化、不规则化.     

山地城市土地利用景观格局动态变化分析——以重庆市主城区为例 (三峡地区资源环境生态研究)

在RS、GIS技术的支持下,运用景观生态学原理研究了近20年来重庆主城区土地利用和景观格局的动态变化。结果表明：1)研究区内土地利用发生了明显变化,主要表现为建设用地面积持续大幅度增加,耕地面积先增加后减少,林地面积先减少后增加,水体面积相对比较稳定。2)土地利用变化速度越来越快,土地利用类型转变较为剧烈,土地开发强度不断增强。3)研究区景观结构发生了较大变化,斑块密度增加,平均斑块面积减少,香农多样性指数和均匀度指数总体上升,在整体景观破碎化加剧的同时,景观结构趋于多样化、均匀化,景观异质性不断增强。研究认为,由于山水阻隔,重庆主城区形成了有利于生态环境保护的“多中心、组团式”的城市景观格局,然而,随着城市化发展的推进,这种格局正逐渐被弱化,呈连片发展态势。因此,管理和决策部门应制定科学、合理的土地利用总体规划和城市发展规划,在发展经济的同时应加强对生态环境的保护。
     

山地城市土地利用景观格局动态变化分析——以重庆市主城区为例

在RS、GIS技术的支持下,运用景观生态学原理研究了近20年来重庆主城区土地利用和景观格局的动态变化。结果表明:1)研究区内土地利用发生了明显变化,主要表现为建设用地面积持续大幅度增加,耕地面积先增加后减少,林地面积先减少后增加,水体面积相对比较稳定。2)土地利用变化速度越来越快,土地利用类型转变较为剧烈,土地开发强度不断增强。3)研究区景观结构发生了较大变化,斑块密度增加,平均斑块面积减少,香农多样性指数和均匀度指数总体上升,在整体景观破碎化加剧的同时,景观结构趋于多样化、均匀化,景观异质性不断增强。研究认为,由于山水阻隔,重庆主城区形成了有利于生态环境保护的"多中心、组团式"的城市景观格局,然而,随着城市化发展的推进,这种格局正逐渐被弱化,呈连片发展态势。因此,管理和决策部门应制定科学、合理的土地利用总体规划和城市发展规划,在发展经济的同时应加强对生态环境的保护。     

快速城市化地区景观格局时空演变研究——以长株潭城市群核心区为例

根据2000年和2010年长株潭城市群核心区TM遥感影像解译数据,进行景观分类和景观格局指数选取,采用移动窗口、梯度分析方法,揭示十年间研究区景观格局时空演变特征。结果表明:农田景观为基质景观,其它景观为镶嵌体景观,景观类型转移呈现出林地和灌丛向农田和城镇转化,农田向城镇转化的过程;从景观指数的空间分布来看,最大斑块指数高低值呈南北分散分布,景观形状指数和斑块密度低值在城市中心,高值主要在城市边缘,香农多样性指数高值沿湘江呈带状分布,上述指数十年间变化主要发生在城市周围;通过景观格局指数梯度分析得知,各景观格局指数具有明显的梯度效应,十年来城市中心及边缘变化较大,城乡结合部基本保持稳定。     

基于景观指数和生态足迹的平潭岛生态承载力研究

基于平潭岛2005-2013年土地利用数据,运用生态足迹模型,对平潭岛生态承载力进行分析,并选取不同尺度的6个景观指数对平潭岛景观格局变化特征进行研究,计算生态承载力与景观格局指数的相关系数,研究结果表明:2005-2013年间平潭岛生态足迹呈上升趋势,生态承载力呈小幅下降趋势,生态赤字总体上呈先缓后快的上升状态;研究期间平潭岛土地利用总体景观优势度下降,破碎化程度不断上升,其变化反映了城市化进程对平潭景观格局变化产生了深刻影响;生态承载力与景观多样性指数呈显著负相关,但与蔓延度、最大斑块指数呈显著正相关,说明景观的破碎化与生态承载力之间存在一定的关联.     

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。     

城市地表热环境与景观格局的关系——以深圳市为例

利用深圳市2009年10月的TM影像和土地利用数据,通过地表温度反演、温度差异分区和叠图分析方法,研究土地利用类型和结构与地表热环境分异特征之间的关系,同时使用不同温度分区样地调查与景观格局分析方法,探讨城市景观格局与地表热环境之间的关系。结果表明:1)不同温度分区的土地利用结构差异显著,景观格局特征分异明显,中温区景观的破碎化程度最高、形状最复杂,冷岛区景观的异质性最低、形状简单聚集程度高;2)不同温度分区的景观格局特征与温度的相关关系也截然不同,热岛区的景观整体格局指数与地表温度呈负相关,在冷岛区为正相关关系;3)绿地、水域等土地利用类型的面积百分比及格局指数在冷、热岛区域与地表温度的相关关系差异显著,并且对地表的降温效应显示明显的阈值特征。研究城市景观格局与地表温度的关系,有助于深入理解土地利用格局对城市地表热环境的影响,可以为城市景观格局优化、缓解热岛效应提供基础研究支持。     

基于GIS的中小型山地城市公园绿地景观格局优化策略

公园绿地是城市生态环境可持续发展的重要基础,是衡量城市整体生态环境水平和居民生活质量的重要指标。以凯里市主城区2018年9月的遥感影像图为基本数据源,在ArcGIS10.2及Fragstats4.2软件支持下,运用景观格局指数及缓冲区分析法,对现有的凯里市公园绿地景观格局进行定量分析的基础上,提出相应的优化策略与方案。结果表明:凯里市主城区现有公园绿地建设不足、空间分布不均,存在大量公园服务盲区,无法满足城市发展及人民生活实际需求;因城施策,充分发挥山地城市特点,以遗存自然山水资源营造公园绿地,精明提升公园绿地斑块数量、面积,有效减少服务盲区,增强城市公园绿地综合效益,实现"量、位、效"的全面提升;优化后的城市公园绿地聚集度指数、景观形状指数、分维度指数、多样性指数、均匀度指数均显著有所提高,且景观破碎度指数、优势度指数显著下降,景观格局更为稳定、合理。本文有助于进一步补充、完善中小型山地城市绿地景观格局研究内容,为凯里市绿地景观后续规划及优化方向提供决策参考与理论依据。     

贵州山区土地利用景观格局变化分析——以麻江县坝芒乡为例

以贵州省麻江县坝芒乡为例,根据1992年和2012年2期遥感影像解译获得土地利用数据,通过计算相关景观格局指数,研究了1992—2012年坝芒乡土地景观格局演变特点.结果表明:1)研究期间,耕地与未利用地面积下降,林地、草地、建设用地和水域面积增加,耕地、林地和草地之间的转化最为突出;2)各土地景观类型的斑块数都有不同程度的变化,林地、草地、建设用地有所增加,耕地、水域和未利用地有所减少,除耕地景观形状指数降低外,其他景观形状指数都呈增加趋势;3)景观多样化指数、均匀度指数和分离度指数呈减少趋势,结合度指数、蔓延度指数和聚集度指数呈增加趋势,反映出该区景观异质性降低,结构趋于简单.退耕还林还草工程以及快速城镇化是贵州山区土地利用景观格局变化的主导因素.     

基于遥感的城市热岛效应研究——以广州市为例

随着城市化的迅速发展,城市热岛效应的影响变得日益严重。利用广州地区的Landsat 7 ETM＋影像,对热红外波段数据和多光谱波段数据分别进行处理和解译,结合GIS数据,以天河区和番禺区为典型样区分析不同的用地结构与热导效应的相关关系。结果显示热场变化与城市集聚程度有明显的关系,下垫面土地覆被类型是主导因素,热场的强度由高到低依次为：工业区、城市中心区（商业区）、居民区、郊区。     

Gradient Analysis of Urbanization Pattern Based on Class-level Landscape Metrics for Shanghai Region

The spatial pattern of urbanization in the Shanghai metropolitan area is quantified with GIS-based land use data set and gradient analysis of landscape metrics. A number of landscape metrics were computed along a 64 km long and 6 km wide west-east transect and another 66 km long and 6 km wide south-north transect. The results of transect analysis with class-level metrics showed that the spatial pattern of urbanization could be reliably quantified using landscape metrics with a gradient analysis approach, and the location of the urbanization center could be identified precisely and consistently with multiple indices of the landscape metrics used in this study. Different land use types exhibited distinctive, but not necessarily unique, spatial signatures that were dependent on specific landscape metrics. These results seemed to characterize the urban core of the Shanghai metropolitan area rather accurately and precisely: Agriculture patches were abundant and less fragmented; the urban land use types were extensive, having many small patches and highly fragmented.     

基于多源卫星资料的太原市城市热岛效应分析

“十五”以来,太原市建成区面积不断扩大,人口数量不断增加,人为活动以及下垫面的变化会影响太原市地表温度的时空分布,城市热岛现象也随之发生变化。为了对太原市今后城市发展及生态文明建设提供科学依据,利用Aqua/MODIS、数字高程、土地利用分类、城市灯光等多源卫星资料计算太原市2003～2019年城市热岛强度和城市热岛比例指数,分析太原市城市热岛效应时空变化特征,并结合高空间分辨率的Landsat8数据分析太原市热岛区和冷岛区下垫面特征。结果表明：2003～2019年,太原市辖区各县（市、区）城市热岛效应较强的月份主要发生在7月～9月,且多在8月城市热岛效应最强,辖区各县（市、区）中小店区城市热岛效应最强;近20年来,太原市辖区各县（市、区）城市热岛强度变化趋势不同,南部的小店区、晋源区和清徐县城市热岛强度整体增加趋势明显且逐渐相连成片,在今后城市发展中应重点关注,北部、东北部和西南部郊区的强冷岛区域的面积增加显著,有效缓解了所在县（市、区）的热岛强度;在城市发展建设中,注意金属、混凝土或塑胶等建筑吸热材料对局部热岛效应的加强作用,可通过大面积水体、植被等缓解局部地区热岛效应。     

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．     

绿地格局对城市地表热环境调节作用的多尺度分析

城市绿化是协助城市应对气候变化、缓解城市热岛效应的有效途径,而分析影响绿地降温效应的因素及机制是合理改善城市绿化措施的理论基础。     

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．     

基于Landsat TM的西安市城市热岛效应研究

在全球高速城市化的背景下,城市热岛被认为是主导整个城市环境的要素之一,在城市公共健康、空气质量、能源消耗等方面已产生深远影响.笔者利用Landsat TM影像对西安市热岛情况和城区土地覆被进行解译,得到西安市土地利用图和热岛相对强度空间分布图,并研究分析了城市热岛同城市土地覆被之间的关系.土地覆被类型亮温分布由高到低依次是：商业和工业用地、未利用地、居民住宅用地、绿地、水体;亮温与NDVI有良好的反相关关系.通过对西安热环境的研究揭示了城市空间结构和城市规模的发展变化,有助于引导西安市的可持续发展,提高人居环境质量,为城市综合评价和生态环境建设提供依据.