基于“源汇”格局的传统乡村景观保护与导控策略

传统乡村景观人文与生态系统交织,时空演进因素复杂,其景观过程的分析和推导是对其科学保护的重要前提。借助在物质流动和景观过程模拟中具有突出优势的"源汇"理论和方法,解析传统乡村地域中的"源"与"汇",提出基于正负双向"源汇"格局的传统乡村景观保护策略和实施路径,为传统村镇的规划编制和数字化管理提供空间分析方法与决策支持,以期探索一条兼顾人文、生态景观保护和现代社会经济发展的景观可持续利用路径。     

广州市城区热岛效应的遥感应用研究

利用Landsat TM/ETM + 热红外波段数据,根据辐射传输方程的地表温度反演方法,定量计算了广州市城区1988年、1995年和2002年的地表温度,讨论了广州市热岛扩展的时空演变格局和热岛效应形成的主要因素.结果表明,广州市城市热岛效应明显,热岛分布区域广且范围在不断扩大,在空间分布上呈现"三线四区"的特征.通过地表温度对比分析发现,老城区温度比高温区低3.7℃～4.2℃,比低温区温度高2.9℃～3.3℃,热岛强度为6.6℃～7.6℃;城市的功能布局、人类活动和经济发展与热岛效应的空间分布有十分密切的关系,也是影响城市热环境的重要因素.     

土地利用景观格局空间尺度效应研究——以武汉市为例

城市土地利用景观格局研究对城市规划设计和土地资源管理具有重要的理论价值和现实意义,而研究尺度的选择是其必不可少的部分。本文基于景观生态学方法,以武汉市为研究区域,选取聚集分散指数、斑块类型指数、形状指数三种类型指数对土地利用景观格局进行分析,同时引入层次分析法,研究武汉市土地利用景观格局的空间尺度效应及其响应特征,结果表明武汉市土地利用景观格局具有明显的空间尺度效应,随着空间尺度的增大,景观破碎程度增大,景观分布越来越分散,景观异质性减小,斑块之间连接度越来越弱。在此基础上,建立最佳尺度选择模型,并基于分型理论对最佳尺度的合理性进行验证,最终得出武汉市土地利用景观格局研究的最佳空间尺度为60 m。     

地表温度“源—汇”景观贡献度的影响因素分析

在中国快速城市化进程中,城市热岛是严重的环境问题之一。探究城市热岛的影响因素,建立与自然因子、社会经济因子、景观形态因子的关联,对解决中国“城市病”,实现可持续发展具有重要的意义。本文首先在全国尺度上基于地表温度“源—汇”景观指数识别地表温度的“源”景观/“汇”景观,在此基础上计算“源—汇”景观贡献度及其效应,分析其时空演变规律;其次,基于空间杜宾模型分析自然因子、社会经济因子和景观形态因子对“源—汇”景观贡献度的影响,结果发现：① 2005—2015年间,可缓解热岛效应的省份冬季较夏季多,冬季“强”和“较弱”景观贡献度比值区域集中分布在中国北部和南部;夏季“强”的“汇”与“源”景观贡献度比值区域集中分布在中国北部地区。② 对于本地因子,景观形态对“源”或“汇”景观贡献度的影响较大,缓解热岛效应将附近小“汇”斑块结合来降低地表温度“汇”景观的离散度;其次,夏季适当在“源”景观里增加相对湿度、并增加其植被覆盖率,严格控制“源”景观和“汇”景观的建筑密度及建筑高度,可达到最佳降温效果。③ 邻域因子中相对湿度和建筑密度的影响更大,景观形态中增加“源”景观的离散度及其边缘密度,或增加“汇”景观集聚度,简化其形状均有利于缓解邻域的热岛效应。     

基于“源”“汇”理念的土地利用动态变化分析——以重庆市主城区为例

在总结传统土地利用变化模型的基础上,从总动态度、地类活跃度、用途转换波动度层面构建了土地利用动态分析模型,并以4期遥感数据为研究数据揭示了21年来重庆主城区土地利用总动态变化度、类型转换活跃度以及转入与转出的波动度.提出了地类活跃度、用途转换波动度概念,构建了相应的分析模型,并从“源”“汇”理念对用地类型转入与转出的波动度情况进行了深入分析,弥补了现有分析模型的不足.该系列分析结果可为城市动态模拟的用地需求预测、转换规则建立及其他参数的设置提供参照,也可为完善现有动态模拟模型的用地转换规则、提高模型的适用性起到积极作用.     

“源汇”沉积体系主导下的现代风成相发育模式探讨:以青海湖东岸为例

湖泊滨岸带风成沉积一直是湖泊沉积研究的薄弱点。占据青海湖湖盆面积近五分之一的东岸沙丘为研究现代湖泊滨岸带提供了一个现代沉积实例。随着沉积学的不断发展,研究内容已经从"一元"的传统相模式逐渐过渡为"二元"的"源-汇"体系。以野外地质考察和遥感影像资料为基础,结合文献调研和相关测试分析资料,进行分析。结果表明：团保山前发育有相对广阔的滨岸沉积,指示了青海湖湖水曾经达到山前地带。大面积的滨岸沉积和古沙丘出露水面以及风对山体的吹蚀,为湖东风砂堆积提供了物源基础。干旱-半干旱气候为沙丘的形成提供了有利的气候条件。断陷湖盆的长条形地貌使得风沿着长轴方向吹扬,造成风成堆积物在长轴的一端堆积。高大的团保山/达坂山的山前复杂地貌特征为金字塔沙丘的形成提供了有利的地形条件。西北风产生的波浪和沿岸流作用于沙岛和海晏湾的滨岸带,导致滨浅湖的砂堆积形成沿岸沙坝。随着湖平面的下降,沿岸沙坝出露水面,并逐渐闭合形成障壁岛-泻湖沉积。     

旅游景观生态系统格局研究方法探讨——以云南省丽江纳西族自治县为例

在旅游景观生态系统格局理论研究基础上,为反映功能异质性特征,从要素作用空间分异的角度,较为系统地建立了格局研究的方法体系。文章选择云南省丽江县进行了案例研究,结果表明:(1)方法的提出丰富了现有景观格局研究工作,结构与过程研究的结合,更符合旅游景观生态系统中以旅游者为主导的要素相互作用空间过程;(2)方法具有较高的应用价值,例如斑块范围研究能更好地反映旅游者的实际活动范围,为旅游目的地的旅游者管理与自然环境保护提供了更符合实际应用的空间依据。     

基于水环境保护的流域景观格局优化理念初探

流域范围内因水体的联系使得不同类型景观斑块之间的相互作用变得更为紧密, 因而景 观格局的变化会显著影响流域内水体质量。着眼于流域尺度上水环境保护的需要, 必须合理考虑 景观斑块的类型、格局和空间分异等特征, 尽可能地减少非点源污染输出量, 从而降低水体遭受 污染的威胁程度。本研究从水环境保护的角度出发, 以“源”“汇”景观在镶嵌组合和空间分异方面 利用的适宜性作为优化依据, 以“源”“汇”景观空间分布的关键地段作为研究战略点, 同时考虑 “源”“汇”景观在数量、空间和转换成本等方面的客观约束条件, 将景观数量结构优化和空间结构 优化进行有机结合, 最终确定了流域尺度上以调控非点源污染、保护水体质量为目标的景观格局 优化研究的概念框架。本研究不仅为解决流域尺度上非点源污染问题提供了一个全新的研究视 角, 而且为降低景观类型及其格局对水体质量的威胁程度提供了一个行之有效的优化方案。     

西北地区气溶胶的源和汇与沙尘暴研究综述

西北地区是我国沙尘暴发生次数频繁、发生强度最大的地区,近年来发生的大沙尘暴源地均位于新疆、甘肃和内蒙古的干燥沙漠或戈壁地带。由这些地区起源的沙尘既对全球气候有影响,又对全球化学物质的循环有重要意义。该地区荒漠化严重,已成为全球四大沙尘暴高发区之一的中亚沙尘暴区的重要组成部分,文中综合论述了中国西北地区沙尘气溶胶的源和汇与输运过程,概括性总结了近20多年来对西北地区沙尘暴的研究成果。     

土地利用景观格局指数的粒度效应——以黄龙县为例

通过对黄龙县土地利用现状图的矢量化,再转化为栅格Grid图,利用景观格局分析软件Fragstats(栅格版),分别以25 m和100 m为步长在25～500 m和100～2 000 m的粒度上对景观格局指数进行计算,分析景观指数的粒度效应,对比2个不同范围粒度域上景观指数呈现的异样性,并尝试性地提出理论景观格局指数.结果表明,9种景观指数有4种不同的变化规律,2个不同步长不同粒度域的景观指数有2类变化规律,且理论景观指数的提出对一些指数可以很好地解决同一个地方用不同分辨率所计算出的不同的景观格局指数,把结果统一到同一个标准上来.     

基于MODIS日地表温度产品的兰州市热岛效应特征

由于MODIS 8 d地表温度产品和Landsat热红外波段很难准确反映地表温度的日变化,这导致由此得到的热岛效应结果不够准确,因此利用MODIS日地表温度产品1天4次的数据来分析长时间段上的热岛效应变化和已有将日地表温度转换成月和年地表温度的算法得到月和年地表温度值,以兰州市为实验区分析了2002-2015年兰州市的热岛变化特征,结果表明：兰州市热岛效应总体上处于增长趋势,2002-2009年波动变化,2010-2015年平稳增加。空间上由中部逐年向北部永登县和皋兰县方向扩展;兰州市热岛的月变化特征分为两个部分,1～5月呈“人”字形变化;6～12月整体下降,空间上表现为东北和西南向条带中心紧缩;兰州市热岛季节变化表现为：夏季>春季>秋季>冬季,空间上在兰州的中心位置以及延伸至榆中县的东南角高温区面积增减。研究表明MODIS日地表温度产品能更加准确地评价区域尺度热岛效应的演变特征。     

地表城市热岛效应的概念内涵与定量刻画

明晰城市热岛（UHI）效应相关概念内涵、厘清其定量刻画方法是有效开展UHI效应研究的重要基础。全球城市化进程使UHI效应越发普遍,相关研究数量迅速增长并出现了UHI效应的多样认知,尤其对具有空间异质性表征优势的地表城市热岛（SUHI）效应开发了多样的定量刻画方法,但目前尚缺乏对其定量刻画方法的系统梳理。因此,本文对城市热岛、城市热岛效应、地表温度和城市热环境等易混淆概念进行了辨析,总结了各类UHI典型空间位置和尺度范围。在SUHI效应定量刻画中,将SUHI范围识别方法归结为城乡温度阈值、温度等级阈值、高斯拟合参数、温度衰减突变四大类,指出当前SUHI范围识别研究侧重于对SUHI影响规模的认知。研究同时对各类范围识别方法所对应的SUHI强度表征指标进行了梳理,认为理解指标本质内涵是掌握指标间潜在差异的前提。未来研究应整合多维度数据以突破单一SUHI监测途径,发展大尺度SUHI定量刻画方法以拓展定量研究的广度,认知连通化SUHI空间形态以挖掘范围识别研究的深度。     

珠三角地区地表温度与土地利用类型关系

随着城市化进程的加快,城市气候与环境问题日益显现,尤以城市热岛效应最为突出。通过监督分类方法对TM遥感影像进行了土地利用分类,并运用TM热红外波段线性拟合模型进行近地表气温反演,分析城市热岛的空间分布及地域性差异,以及与土地利用类型的关系。结果表明:珠三角地区近地表气温与土地利用类型紧密相关,城市建设区形成高温中心,是热岛的主要贡献因子,植被和水体则有明显的冷岛效应;研究区热岛具有区域性集中与分散分布的特点,且以区域性热岛为中心向周边扩展;分析热岛强度剖面线发现,由于地形、植被覆盖度等因素影响,研究区热岛强度的南北差异较大,而东西差异较小;热岛分布与土地利用类型分布格局较为一致,但也有分布不一致性的区域,表现为城市热岛向非城市建设用地扩展。     

土地利用景观格局空间尺度效应研究

城市土地利用景观格局研究对城市规划设计和土地资源管理具有重要的理论价值和现实意义,而研究尺度的选择是其必不可少的部分。本文基于景观生态学方法,以武汉市为研究区域,选取聚集分散指数、斑块类型指数、形状指数三种类型指数对土地利用景观格局进行分析,同时引入层次分析法,研究武汉市土地利用景观格局的空间尺度效应及其响应特征,结果表明武汉市土地利用景观格局具有明显的空间尺度效应,随着空间尺度的增大,景观破碎程度增大,景观分布越来越分散,景观异质性减小,斑块之间连接度越来越弱。在此基础上,建立最佳尺度选择模型,并基于分型理论对最佳尺度的合理性进行验证,最终得出武汉市土地利用景观格局研究的最佳空间尺度为60 m。     

基于MODIS的新疆地表温度时空变化特征分析

地表温度（LST）作为陆地环境相互作用过程研究中的重要地学参量,其时空分异与下垫面属性、地形地貌格局等息息相关。本文基于2000—2020年MOD11C3数据,采用GIS空间分析、空间重心模型及改进的半径法等手段,对新疆地区月、季、年及昼夜等序列时空尺度LST的分布特征及变化趋势进行研究,并借助LUCC、DEM等多源遥感数据进一步探讨各类下垫面、不同地貌单元及部分典型区域的LST垂直递减率、增减温及热（冷）岛效应等地理特征。结果表明：① 研究期间新疆年均LST为9.45 ℃,呈减温和增温趋势的区域分别占研究区面积的13.3%和86.7%,增温区域占绝大部分,故近20年研究区整体呈升温趋势（0.024 ℃·a^-1）,较全国高出约0.01 ℃·a^-1,其中春季增幅最大,冬季次之;夜间LST变化明显强于白天,春、夏两季昼夜温差均大于23.7 ℃,而冬季最小（约15 ℃）;研究区年际高、低温重心迁移轨迹大多分布于LST变幅较大区域,各月LST空间分布及高低温重心转移轨迹均表现出以7月为中点的年内强对称性规律。② 不同下垫面地表冷热环境空间分布差异较显著。其中以荒漠和裸土为主的未利用地年均LST最高（13.42 ℃）且昼夜温差最大（23.6 ℃）,高寒区冰川年均LST最低（-7 ℃）且昼夜温差（14.3 ℃）最小,其他下垫面年均LST在2.6~11 ℃之间,昼夜温差较小且较一致（平均16.75 ℃）。③ 东西走向的“三山夹两盆”地貌结构,使新疆LST的纬度地带规律被大幅削弱。研究区各山区（群）LST垂直递减率不尽相同,地处较高纬的阿尔泰山递变（0.63 ℃/100 m）最明显,山体高大的帕喀昆阿山群递变（0.57 ℃/100 m）次之,天山山脉递变（0.54 ℃/100 m）最小。另外各山区（群）山麓处均出现了不同程度的逆温现象,而山腰处LST垂直递减率线性拟合效果最佳。④ 本研究所选取的部分典型城市大都表现出不同程度的热岛效应。其中乌鲁木齐市热岛效应最为强烈,伊宁市其次,哈密市最微弱,而阿克苏市则表现出绿洲城市冷岛效应,但各城市热（冷）岛效应均存在一定环数（8环）范围的冷、热岛足迹。     

长春市城市形态及风环境对地表温度的影响

随着城市化进程的加快,城市热岛效应越来越受到关注。然而,很少有研究分析城市形态和城市风环境对地表温度(LST)的影响。利用建筑和遥感等多源数据,基于GIS空间方法,结合迎风面指数(FAI)和地表温度,研究长春市城区迎风面指数时空差异,探索城市形态对城市地表温度影响。结果表明:①迎风面指数呈现从中心城区向外扩散的空间趋势,高密度以及高建筑对风的阻碍程度大。朝阳区北部迎风面指数最大,最大值达到15.1,各个区边缘区迎风面指数最小,最小值为0.01。②研究区昼夜地表温度温差大,范围分别是18.15℃～31.73℃、4.27℃～18.43℃。空间分布上与迎风面指数存在相同特征,城市中心城区温度高,以同心圆方式逐渐向外扩散。受城市建筑形态、人为热源等因素影响,与夜间相比,白天高温地区范围更大。③迎风面指数与地表温度在一定程度上相关,昼夜相关系数分别为0.371和0.355。建筑在垂直方向和水平方向上空间形态不同,对地表温度影响存在差异。结合城市风环境状况开展城市形态信息的定量研究,对于城市气候学家、城市规划师探寻城市潜在通风廊道、改善城市通风环境具有重要理论价值和现实意义。     

基于多源数据和集成学习的城市住宅地价分布模拟——以武汉市为例

精准刻画城市住宅地价分布特征,对于科学引导城市空间布局规划、有效实现城市精明增长等具有重要意义。而城市住宅地价与其潜在影响因素之间的复杂非线性关系,给地价分布精细模拟带来了挑战。论文旨在探索基于地理大数据和集成学习的城市住宅地价分布模拟方法体系,以满足快速、精准监测地价动态变化的需要。选取武汉市为典型区,以住宅用地交易样点、兴趣点(points of interest, POI)和夜间灯光影像为数据源,以500 m分辨率网格为估价单元,提取POI核密度和夜间灯光强度作为住宅地价预测变量,采用机器学习算法和bagging、stacking集成方法构建住宅地价预测模型,并对比分析其精度。研究发现：① 单个机器学习算法中,支持向量回归(support vector regression, SVR)预测精度最高,接下来依次是k最近邻算法(k-nearest neighbor algorithm, k-NN)、高斯过程回归(Gaussian process regression, GPR)和BP神经网络(back propagation neural networks, BP-NN);② 在提升单个算法预测精度方面,stacking方法的性能优于bagging方法,使用stacking集成SVR和k-NN的地价预测模型精度最高,其平均绝对百分误差仅为8.29%,拟合优度R²达0.814;③ 基于论文所构建模型生成的城市住宅地价分布图能有效表征价格圈层分布特征和局部奇异性。研究结果可为城市住宅地价评估提供新的思路和方法借鉴。     

南京市热岛效应变化时空特征及其与土地利用变化的关系

利用遥感数据和气象统计数据分析自1985年以来南京市热岛效应变化的时空特征及其与土地利用变化的关系。结果表明:自1985年以来,南京市热岛效应强度和范围在增长。南京市的年均温逐年上升,与郊区六合县的温差呈上升趋势;南京市建成区内4级热岛效应面积增加了107.88km²。热岛效应增长在空间上存在差异,大厂>雨花台>市辖区>栖霞>浦口>江宁。南京市土地利用变化的结果使得热岛效应空间分布更广泛,城镇居民点及工矿用地利用强度变化最大的地方即城市热岛效应增加最多的地方,两者在空间上具有很好的吻合;而和城镇居民点及工矿用地的扩展规模没有很好的空间相关性。     

城市地域地表温度-植被覆盖定量关系分析--以深圳市为例

地表温度-植被覆盖间的关系一直是城市热岛研究的热点之一,两者均为描述生态系统特征的重要参数。本文利用深圳市2004年的ETM+影像,基于遥感技术提取相关的下垫面类型、地表温度和植被覆盖等信息,探讨不同下垫面类型对地表温度-植被覆盖关系的影响,并结合分形维度计算方法,比较不同分辨率下地表温度、植被覆盖及其相关关系的变化。研究结果表明,植被覆盖程度与地表温度之间存在明显的负相关,并且在不同的植被覆盖程度下,地表温度-植被覆盖关系呈现分段线性关系。下垫面类型及其组合主要通过植被覆盖的分布对地表温度产生影响。而在不同空间分辨率下(30m至960m),地表温度和植被覆盖的空间变异程度均表现为先升后降,在120m的分辨率下,两者的相关程度达到最高。结果证实区域植被覆盖状况可直接影响辐射、热动力以及土壤水分等多种地表特征,从而导致地表温度分异等。     

半干旱区典型工业城市热岛时空分布及演变特征——以包头市为例

基于2000 年、2008 年和2015 年landsat5 TM影像和Landsat8 OLI影像,以单窗算法反演地表温度,研究包头市区近15 a 的城市热岛时空分布及演变特征,并对下垫面土地利用/覆盖类型、 NDVI 与城市热岛的关系进行了定量分析。研究结论表明：包头城市热岛15 a 来呈逐步扩展趋势,且主要集中于裸地区、工矿区、商业和人口密集区三类区域,空间演变趋势与城市扩张格局呈现出高度的一致性;城市热岛效应强度增强,但2008-2015 年以来,市中心区高温区面积比重大大降低;下垫面土地利用/覆盖类型是影响城市热岛空间分布的重要因子,地表温度呈现出裸地>工矿用地>建设用地>城市绿地>农用地>水体的规律;地表温度与 NDVI 呈现显著的负相关关系,即植被指数越高,城市的地表温度越低。