2003-2017年北京市地表热力景观时空分异特征及演变规律

利用2003-2017年MODIS地表温度数据,分别从数量、形状和结构角度揭示北京市不同季相和昼夜间地表热力景观时空分异特征,并进一步通过热力等级变化图谱及质心迁移轨迹揭示城市热力景观空间演变规律,探究热力景观等级转换生态过程。结论如下：① 城市地表热力景观季节和昼夜空间特征差异显著;② 中温区在城市热环境中占主导地位。白天中温区是最不稳定的热力景观等级;夜间次低温区和次高温区不稳定性增加;③ 地表热力景观等级变化以稳定型占主,反复变化型和前期变化型次之。地表热力景观等级通常呈现逐级递增或递减规律,山区呈现逐级降温趋势,北部城郊—山地交错地带表现出次低温和中温的反复转向,南部地区有一定的升温趋势;④ 2003-2017年高温区面积增大且质心向城市中心集中,低温区质心向城市外围扩散。生态涵养发展区对北京市地表热力景观质心迁移贡献率最高。热力景观时空分异特征及演变规律可为有效缓解城市热岛效应提供管理决策支持。     

北京市热环境时空分异与区划

城市热环境空间区划是采用分区管理的思路来缓解城市社会经济发展与热环境之间矛盾的技术基础。本文构建城市热环境区划模型的思路为:(1)将不同时相的MODIS地表温度数据产品进行正规化、分级,分析2008年北京城市热环境时空分布特征。(2)构建城市热环境影响因素评价体系,并通过空间主成分分析计算得到热环境影响主成分因子。(3)通过自组织映射神经网络,利用热环境影响主因子,进一步对热环境进行空间区划。结果表明,北京夜间较白天城市热岛分布层次感明显,夏季白天较其他季节高温区聚合程度高。区域下垫面组成要素直接影响热环境,北京城市热环境的主成分因子依次为植被覆盖、地形地貌、城市下垫面建设规模和人为热排放,并依此将北京划为7个热环境区域,根据各个分区热环境成因机制差异分别提出热环境改善和调控措施。     

美国地质调查所用于地球化学数据管理和统计处理的RASS-STATPAC系统

RASS是岩石分析存储系统(Rock Analysis Storage System)的缩写,STATPAC是统计学程序包(Statistical Package)的缩写。RASS和STATPAC的计算机程序被汇集到供地球化学数据管理和统计处理用的RASS-STATPAC系统中。现有形式的这个系统已被很多的美国地质调查所的地质人员、地球化学人员和其他从事各式各样的地质和地球化学研究工作的科研人员应用了九年多。这个系统的主要优点是无论在数据的查找和检索方面或者在数据统计处理方式方面均给用户以灵活性。这个系统的统计程序提供了通常用于地球化学及岩石学中的统计处理的多种类型,而且也包含有向其它统计处理和自动绘图程序系统的过渡连接。     

长江三角洲城市群热环境安全格局及土地利用变化影响研究

城市化进程的加快对区域热环境具有重要影响,热环境的改变会引发一系列生态环境问题,科学地评价城市群热环境安全对于城市发展的规划布局和建设舒适的人居环境具有重要意义。本文利用多期MODIS地表温度数据产品,在构建热环境安全等级分级标准的基础上,对长江三角洲城市群热环境安全格局时空变化特征和土地利用变化的影响进行了探讨。结果表明：① 2015年长江三角洲城市群热环境不安全区域多分布于城市建成区及建成区周围,以南京、上海、杭州和宁波等城市形成的“Z”型区域最明显,临界安全区域多分布于郊区,较安全区域集中分布于长江以北平原区域,安全区域则主要分布于杭州及杭州以南山地、丘陵区,太湖大部分区域以及长江三角洲城市群北部区域;② 2005-2015年长江三角洲城市群热环境不安全区域、临界安全区域、较安全区域和安全区域分别呈现扩张、小幅增长、缩减和先缩减后扩张趋势;③ 土地利用结构中建设用地比例过高和林地比例过低是导致热环境安全等级下降的主要原因,其次,建设用地侵占大量耕地也是导致热环境不安全区域扩张的主要原因。     

基于MODIS的2001年—2012年北京热岛足迹及容量动态监测

利用2001年—2012年MODIS分裂窗算法反演得到的1 km分辨率地表温度产品分析了北京城市热岛效应。首先计算北京2001年—2012年地表温度年平均值,其次利用半径法确定热岛足迹并计算热岛容量。结论如下:(1)热岛足迹及热岛容量昼夜差异明显,2012年白天热岛足迹是夜间的1.5倍,这是由于城市下垫面热特性差异及人为活动的综合影响。(2)2001年—2012年北京城市高温区在空间上向南北扩展,热岛足迹和热岛容量呈阶段性增长。2010年白天热岛足迹最大,半径为28 km,面积是2001年的2.4倍。当热岛足迹相同时,城市绿地和水体功能区的分布和布局方式等因素能够影响热岛容量。城市建设用地和农村居民点对城市热环境贡献率明显高于其他土地利用类型。当建设用地面积比例超过50%时,区域会产生显著的热岛现象。(3)根据北京热岛足迹及容量时空动态变化特征,提出改善城市热岛的措施。     

追忆著名工程学教授乔治·w·豪斯纳（GeorgeW．Housner，1910-2008）

Carl F Braun工程学荣誉教授乔治·w·豪斯纳（George W．Housner）,在距98岁生日仅差几周经历了短短的病痛之后,于2008年11月10日逝世。他当时住在他生活了几年的帕萨迪纳退休公寓。对于所有我们认识他的人来说,这标志着一个时代的结束。     

MODIS在我国陆地科学中的应用进展研究

为了使人们对MODIS在我国陆地科学中的应用现状有一概要了解,较系统地阐述了我国学者在MODID数据的初步处理研究、数据信息提取方法研究和生产实践应用等3个方面的成果,旨在表达MODIS数据在我国陆地科学研究中不断完善的过程和遇到的困难,以便为进一步丰富和完善MODIS数据的应用提供理论支持;指出了MODIS数据的进一...     

基于POI数据的生活设施空间分布及配套情况研究——以济南市内五区为例

生活设施空间分布和配套情况对居民幸福感有极大影响,空间中的不同设施配套情况的差异具有区分城市功能区、指导城市规划等作用,高时效性数据在该研究中有广阔的前景。POI即兴趣点,指空间上地理实体的点状表示,是现行大数据潮流下的一种简单易得而且极具代表性的空间点状数据,POI数据为空间分布研究提供了新的方法。本研究基于济南市市内五区的部分POI数据,应用核密度分析法和标准差椭圆分布,探讨研究区内休闲、工作、居住、医疗等部分生活设施的空间分布情况;应用相关性分析法对各类设施赋予权重,评价生活设施的空间配套情况。分析得出:1济南市生活设施集中分布在城市中心区域,呈现单中心模式,但各类生活设施空间分布在方位和规模上存在不同;2休闲设施分布于小范围的城市中心区域,办公设施沿东西方向呈带状分布,医疗设施和居住设施分布均匀,在较低等级以上的区域覆盖广;3医疗设施和居住设施的空间相关性最高,休闲设施与医疗设施空间相关性最低;4医疗设施和居住设施在配套分析中占较大比重,休闲设施比重最小。     

城市热岛斑块遥感识别及空间扩张路径研究——以北京市为例

研究利用MODIS地表温度数据产品,引入概率阈值算法提升城市热岛斑块空间识别精度。在此基础上,构建城市热岛扩张指数将城市热岛斑块时空变化过程分解为飞地型、边缘型、填充型扩张模式和缩减型模式。基于土地利用变化过程,开展城市热岛斑块空间扩张模式的路径分析,准确识别城市热岛斑块空间扩张路径的来源和归趋。研究表明：2020年北京市夏季昼夜城市热岛斑块总面积分别为3932 km²和2 266 km²,占北京市总面积比例23.96%和13.81%。2005―2020年夏季昼夜城市热岛斑块面积比例分别增加43.40%和24.44%。增长型城市热岛斑块面积大于缩减型城市热岛斑块面积。边缘型扩张模式是增长型城市热岛斑块最主要的模式。耕地、城市建设用地、农村居民点是增长型城市热岛斑块主要的空间扩张路径。研究结果为揭示城市热环境形成过程和精细化管理提供理论依据和数据支撑。     

全球气候变化背景下基于土地利用的人类活动对城市热环境变化归因分析——以京津冀城市群为例

近年来全球气候变化已经影响到人类生活的所有地区,气候系统变化的规模和现状是数千年来前所未有的。与此同时,中国城镇化进程显著加快,尤其以城市建设用地扩张主导的土地城镇化最为突出,导致城市热环境脆弱性加剧。已有研究探索了特定类型土地利用变化对于城市热环境的影响,但忽视了全球气候变化背景下自然气候和人类活动共同作用城市热环境变化的双重过程。因此,本研究提出一种基于土地利用类型的城市热环境变化贡献度算法,旨在厘清自然气候（表征为土地利用平均温度变化）和人类活动（表征为土地利用类型转变）对于区域热环境变化的单独贡献。本研究使用中分辨率成像光谱仪（Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS）地表温度及发射率数据,定量计算2005—2020年四季和昼夜京津冀城市群各城市土地利用类型平均温度和面积变化对于城市热环境变化的分别贡献。该算法计算各城市四季和昼夜地表温度变化与MODIS LST产品误差在1 K以内。2005—2020年各城市地表平均温度大多数呈增长态势,其中冬季白天增温幅度最高。耕地、城市建设用地和农村居民点对城市热环境变化的贡献度较其他土地利用类型突出。京津冀城市群中各城市人类活动对城市热环境变化的单位贡献强度远高于自然气候（4.03~648.07倍）,而人类活动的贡献总量（-0.25~0.92 K）低于自然气候（-2.40~6.50 K）。研究结果对于京津冀城市群空间协同发展和适应及减缓气候变化等具有重要的科学意义和实践价值。