武汉城市群夏季热岛特征及演变

利用2000~2010年共11期MODIS地表温度资料和多源多时相的遥感影像分类结果揭示武汉城市群的夏季热岛效应,反演并计算出10 a间武汉城市群日间和夜间的热岛强度变化、土地覆盖类型和城镇用地面积。在对不同时相的地表温度数据进行热岛指数归一化处理的基础上,分析了武汉城市群热岛的分布特征及年代演变,定量分析了武汉城市群以及中心城市武汉市不同热状况区面积的变化和热场的变迁。结果表明,武汉城市群夏季热岛效应较为明显,其中武汉市是主要热源和热中心;自2000年起,武汉城市群城乡温度差异逐步减小,热中心分布向外扩散,城市热岛区域急速扩张,整体热环境趋于恶化;新兴城区的开发增加了武汉市的热源分布,人工表面的增加以及自然表面的减少导致城市热岛效应不断加剧。     

近10 a武汉市城市热岛效应演变及其#br# 与土地利用变化的关系

城市化进程的加快，农村人口大量涌入城市，城市布局及局部气候改变等因素使得城市热岛效应问题日益突出，已成为当前城市环境研究热点之一。以武汉市为例，应用遥感技术与地理信息系统技术，选取2004~2015年5个时相Landsat系列影像数据，利用单窗算法反演地表温度，并以此为基础进行热岛强度分级，获取了近10 a武汉市城市热岛效应变化结果，并分析了武汉市11个辖区城市热岛效应动态变化特征及热岛效应与土地利用变化的关系。研究结果表明：（1）自2007年后，武汉市老城区热岛面积持续减少，而新城区热岛面积则持续增加，呈现出以老城区为中心向新城区扩张的趋势，至2015年，新老城区热岛面积仅相差20.74 km2；（2）东西湖区、蔡甸区、江夏区与洪山区是近些年城市热岛面积增长较为显著的辖区，其中江夏区的热岛面积年际变化最大，最高值达95.42 km2；（3）城市热岛效应与土地利用类型的面积年际平均值拟合关系显示，2004~2015年，城市热岛效应与建筑用地的R2值最大，为0.681 2，建筑用地面积的增加是城市热岛强度面积扩张的重要影响因素。     

基于HJＧ１B数据的武汉市LST反演及热环境分析

以HJ 1B CCD/IRS4为主要数据源，采用单窗算法，反演了武汉市夏季高温代表日的地表温度，并用MODIS地表温度产品对反演结果进行了验证。在此基础上，提取热场变异复合指数来分析城市热岛空间分布特征，给出了城市热岛效应的定量化描述，并就不同下垫面对热岛效应的影响进行了研究。结果如下：（1）武汉城市热岛呈现整体上交错分布而局部小聚集的不规则特点，大热岛之中存在一些温度更高的小热岛；（2）武汉市2009~2012年夏季高温日平均LST为30611 K，多数城区温度达到309～317 K；（3）主城区热场变异复合指数均超过了0015，表现为较强－极强的热岛效应；6个等级的热岛效应强度的面积比例依次下降，而对应的LST平均值则逐渐升高；(4)不同地表覆盖类型LST相差较大，其在地表类型面积构成中的比例不同。研究成果可为城市热环境监测与生态评价提供科学依据     

近10 a武汉市城市热岛效应演变及其与土地利用变化的关系

城市化进程的加快,农村人口大量涌入城市,城市布局及局部气候改变等因素使得城市热岛效应问题日益突出,已成为当前城市环境研究热点之一。以武汉市为例,应用遥感技术与地理信息系统技术,选取2004~2015年5个时相Landsat系列影像数据,利用单窗算法反演地表温度,并以此为基础进行热岛强度分级,获取了近10 a武汉市城市热岛效应变化结果,并分析了武汉市11个辖区城市热岛效应动态变化特征及热岛效应与土地利用变化的关系。研究结果表明:(1)自2007年后,武汉市老城区热岛面积持续减少,而新城区热岛面积则持续增加,呈现出以老城区为中心向新城区扩张的趋势,至2015年,新老城区热岛面积仅相差20.74 km~2;(2)东西湖区、蔡甸区、江夏区与洪山区是近些年城市热岛面积增长较为显著的辖区,其中江夏区的热岛面积年际变化最大,最高值达95.42 km~2;(3)城市热岛效应与土地利用类型的面积年际平均值拟合关系显示,2004~2015年,城市热岛效应与建筑用地的R2值最大,为0.681 2,建筑用地面积的增加是城市热岛强度面积扩张的重要影响因素。     

基于定量遥感技术的重庆市热岛效应

近年来，城市热岛效应不断增强，已经成为一个突出的城市环境问题。重庆市作为长江中上游特大型城市，工业发达，经济快速发展，市区热岛效应明显，但是很少对其研究。以2007年Landsat5 TM影像为数据源，利用单窗算法对重庆市城市地表温度进行反演，并进行城市地面亮温等级划分，在从城市土地利用类型、NDVI等方面对重庆市城市热岛效应强度和空间格局分布及其特征进行了探讨。结果表明：城区热岛现象显著，且分布不均匀；不同土地利用类型对热岛效应影响不同；城市地面亮温与NDVI呈明显的线性负相关关系。最后结合重庆市的特殊地形，提出了以下解决城市热岛效应的对策：加强城市规划，调整城市结构；构建最佳绿化结构，提高城市绿化率；改变能源结构，提高能源利用率，控制工厂废气排放量。     

基于定量遥感技术的重庆市热岛效应

近年来，城市热岛效应不断增强，已经成为一个突出的城市环境问题。重庆市作为长江中上游特大型城市，工业发达，经济快速发展，市区热岛效应明显，但是很少对其研究。以2007年Landsat5 TM影像为数据源，利用单窗算法对重庆市城市地表温度进行反演，并进行城市地面亮温等级划分，在从城市土地利用类型、NDVI等方面对重庆市城市热岛效应强度和空间格局分布及其特征进行了探讨。结果表明：城区热岛现象显著，且分布不均匀；不同土地利用类型对热岛效应影响不同；城市地面亮温与NDVI呈明显的线性负相关关系。最后结合重庆市的特殊地形，提出了以下解决城市热岛效应的对策：加强城市规划，调整城市结构；构建最佳绿化结构，提高城市绿化率；改变能源结构，提高能源利用率，控制工厂废气排放量。     

基于HJ-1B数据的武汉市LST反演及热环境分析

以HJ-1BCCD/IRS4为主要数据源,采用单窗算法,反演了武汉市夏季高温代表日的地表温度,并用MODIS地表温度产品对反演结果进行了验证。在此基础上,提取热场变异复合指数来分析城市热岛空间分布特征,给出了城市热岛效应的定量化描述,并就不同下垫面对热岛效应的影响进行了研究。结果如下:(1)武汉城市热岛呈现整体上交错分布而局部小聚集的不规则特点,大热岛之中存在一些温度更高的小热岛;(2)武汉市2009~2012年夏季高温日平均LST为306.11K,多数城区温度达到309~317K;(3)主城区热场变异复合指数均超过了0.015,表现为较强-极强的热岛效应;6个等级的热岛效应强度的面积比例依次下降,而对应的LST平均值则逐渐升高;(4)不同地表覆盖类型LST相差较大,其在地表类型面积构成中的比例不同。研究成果可为城市热环境监测与生态评价提供科学依据。     

基于地理探测器的城市热岛驱动因素分析——以武汉市为例

城市热岛是由地表特征、社会经济和气象等因素综合引起的环境问题，具有显著的季节差异。大量的研究分析了土地覆盖类型、地表覆盖指数、景观指数等和城市热岛之间的相互关系，忽略了气象因素以及气象因素、地表特征与社会经济之间的交互作用对城市热岛的影响。在分析武汉市不同季节热岛强度及空间自相关分析的基础上，采用地理探测器研究了不同季节城市热岛强度的驱动因素及其交互作用和热岛风险区探测。结果表明：武汉市各季节热岛强度在空间上呈现强烈的集聚特征。按春夏秋冬顺序，武汉市4个季节热岛强度的主要驱动因素分别为地表特征、社会经济、社会经济和气象因素，四季对应的主要驱动因子分别是土地覆盖类型、夜间灯光、夜间灯光和气压。在11个驱动因子的交互影响中，四季热岛强度交互影响作用最大的分别为土地覆盖类型与夜间灯光、土地覆盖类型与NDVI、土地覆盖类型与夜间灯光、气压与土地覆盖类型或与NDVI。风险探测结果显示春夏秋冬平均热岛强度最高的分别为城市建成区、城市建成区、城市建成区、裸地和低植被覆盖区，最低的分别是水体、水体、水体、植被；四季的平均城市热岛强度随着夜间灯光的增加而增加；NDVI子区域平均热岛强度呈现先上升后下降的趋势；气压子区域平均热岛强度总体呈现逐步上升的趋势。这些结果揭示了热岛强度的季节变异特征，可为缓解城市热岛效应措施的制订提供依据。     

武汉城市热岛特征及其影响因素分析

正确理解城市热岛效应的形成机制及其影响因素是制定热岛效应缓解政策和研究城市生态问题的前提和基础。选用1987年9月26日的Landsat-5和2013年9月17日的Landsat-8遥感影像进行地表温度反演,分析武汉市城市热岛效应的时空演变特征;对热岛效应明显的武汉市主城区进行格网划分,提取格网内地表温度及所选影响因子指标值,运用主成分回归方法进行地表温度多因子综合分析,探讨城市热岛形成的主要影响因素。结果表明:(1)武汉市地表温度空间分布表现出典型的热岛特征,1987年和2013年分别有27.7%和39.1%的范围被"热岛"覆盖;(2)影响武汉城市热岛效应的主要因素有不透水面指数、水体面积比例、归一化建筑指数、归一化植被指数及绿地面积比例;(3)当其他影响因素稳定时,不透水面指数每增加1%,可使地表温度增温0.04℃~0.10℃;水体面积每增加1%,可降低地表温度0.03℃。     

城市化对长江下游沿江城市气温影响的对比研究

利用线性趋势法与滑动平均法对比分析了安庆、芜湖及南京的年平均气温、年平均最高气温及年平均最低气温所表征的热岛效应强度变化趋势，基于主成分分析建立起热岛强度与城市发展指数的关系模型。结果表明：（1）城市规模的大小与年平均气温及年平均最低气温所表征的热岛强度变率的大小成反比关系，而中等城市的年平均最高气温所表征的热岛强度变率最大，小城市次之，大城市最小。（2）热岛强度与城市发展指数之间均以三次回归模型的拟合效果最好，中等城市的热岛强度与城市发展指数的拟合曲线符合库兹涅茨曲线特征，而小城市和大城市则并不完全符合。（3）经济水平、城市人口密度及能源消耗是安庆市热岛效应的主要影响因子；城镇人口比重、经济水平及城市生态条件是芜湖市热岛效应的主要影响因子；城市人口、经济水平、土地利用状况、能源消耗及城市的生态条件均是南京热岛效应的主要影响因子     

城市化对长江下游沿江城市气温影响的对比研究——以安庆、芜湖、南京为例

利用线性趋势法与滑动平均法对比分析了安庆、芜湖及南京的年平均气温、年平均最高气温及年平均最低气温所表征的热岛效应强度变化趋势,基于主成分分析建立起热岛强度与城市发展指数的关系模型。结果表明:(1)城市规模的大小与年平均气温及年平均最低气温所表征的热岛强度变率的大小成反比关系,而中等城市的年平均最高气温所表征的热岛强度变率最大,小城市次之,大城市最小。(2)热岛强度与城市发展指数之间均以三次回归模型的拟合效果最好,中等城市的热岛强度与城市发展指数的拟合曲线符合库兹涅茨曲线特征,而小城市和大城市则并不完全符合。(3)经济水平、城市人口密度及能源消耗是安庆市热岛效应的主要影响因子;城镇人口比重、经济水平及城市生态条件是芜湖市热岛效应的主要影响因子;城市人口、经济水平、土地利用状况、能源消耗及城市的生态条件均是南京热岛效应的主要影响因子。     

夏季城市景观格局对热场空间分布的影响——以武汉为例

城市热岛效应是城市生态环境状况的综合体现，探讨城市景观格局对热场空间分布的影响机制对于优化城市空间布局、提升城市生态环境质量有着重要意义。选用2016年7月23日Landsat8遥感影像进行武汉主城区景观类型划分和地表温度反演，从斑块、斑块类型、景观水平3个级别选取所有常见景观指数表征城市景观格局特征；按3 km×3 km大小的网格将武汉市主城区进行格网划分，构建格网内各景观格局指数与地表温度的关系，并进行主成分综合回归分析，探讨城市景观格局影响夏季热场空间分布的主要特征。结果表明：（1）76%的景观指数与地表温度的线性关系在0.01的置信水平是显著的，但各景观指数之间相关性较强，信息交叉重叠严重。（2）在所有景观指数中，对地表温度影响最大的依次是水体斑块类型面积（CA_W）、建设用地斑块类型所占景观面积比例（PLAND_C）、绿地类型核心斑块占景观面积比（CPLAND_G）、绿地类型相似度均值（SIMI_MN_G）及绿地类型邻近指标均值（PROX_MN_G）。（3）当其他因素不变时，格网内建设用地每增加10%，地表温度上升1.0℃；水体面积每增加10 hm，地表温度下降0.2℃；绿地核心面积比例每增加10%，可降温1.0℃；相似度均值和邻近度均值每增加0.1，可降温0.09和0.08℃。 关键词： 景观格局；热场；格网化；多因子；热岛效应     

环形热岛格局演变过程的遥感分析

城市热岛效应的空间格局在一定程度上可以反映城市规划和管理的成败得失，也是城市大气污染的驱动因素之一。〖JP2〗使用2000、2003、2004、2006、2008和2010年2～3月下午成都的6次NOAA/AVHRR（National Oceanic and Atmospheric Administration/Advanced Very High Resolution Radiometer）卫星遥感数据反演亮温，采用均值 标准差法将热岛强度分为7个等级，用面积加权平均法将研究区强度分为高温、中温和低温3类。结果表明：（1）热岛空间格局呈现巨大变异，由前期的中心型演变为中期的环型，后期是热岛环的形态和高温中心的调整阶段；（2）研究区的强度为前期强，2004年迅速减弱，高温类的强度2004年比2003年减弱259℃，2004年之后的平均减弱率仅为024℃/a；（3）城市东北部和西南部高温区的温度梯度出现逆向升降趋势。由于地表温度对城市气温有重要影响，热岛形态的变化是人们从更复杂角度分析大气污染机制、设计热岛数值模型和进行城市规划的客观依据     

基于ETM影像的植被指数在土地利用中的特征——以雅安市雨城区为例

利用LandSAT7号卫星的ETM数据、土地利用现状数据，在GIS空间分析工具与ERDAS空间建模语言的支持下，提取ETM影像的RVI、NDVI和MSAVI等3类植被指数，在ArcGIS中应用样带统计分析工具，统计并分析3类植被指数在各土地利用类型中的分布与特征。结果表明：RVI与NDVI、MSAVI在各土地利用中的特征相似，都能较好的反映土地利用类型的覆盖程度，但各植被指数的表现形式有异，即RVI值高的，NDVI、MSAVI值较低，代表的植被覆盖度也较低，反之亦然；3类植被指数能较好的区分出农田用地、非植被覆盖区、植被覆盖区，而林地与灌木林、早地与园地则不易区分。     

武汉城市圈土地利用碳排放效应分析及因素分解研究

土地低碳利用对减少土地利用碳排放，发展低碳经济，建设“两型社会”具有重要作用。以武汉城市圈为研究对象，估算了武汉城市圈1996～2010年土地利用碳排放量，分析了城市圈1996～2010年土地利用碳排放效应，利用LMDI模型对影响城市圈土地利用碳排放的因素进行了分解。研究表明：（1）1996～2010年武汉城市圈土地利用碳排放量由1996年的95282万t上升到2010年的4 55035万t，年均增长1182%，且上升幅度越来越大；（2）武汉城市圈居民点及工矿用地碳排放强度最大，耕地最小，不同土地利用方式碳排放强度及变化幅度存在一定差异；（3）城市圈各城市土地利用碳排放存在时空差异，时间上表现为碳排放增长速度和幅度的差异，空间上表现为各城市单元碳排放量的差异；（4）土地利用变化、经济发展水平提高、人口规模增加对城市圈土地利用碳排放存在正效应，能源效率提高和能源结构优化存在负效应     

蓝绿空间冷岛效应时空变化及其影响因素——以苏州市为例

水体和植被组成的"蓝绿空间"能够有效减缓城市热岛效应,探究其时空变化特征和影响因素对于改善城市环境和促进区域绿色低碳发展具有重要意义.以2004、2010和2014年三期Landsat遥感影像为数据源反演地表温度表征热环境,构建冷岛效应强度和冷岛指数定量分析苏州市蓝绿空间降温作用的时空变化特征,利用分类统计、剖面趋势法和线性拟合等方法分析蓝绿空间面积、土地利用变化和其它社会经济因素对冷岛效应的时空影响,结论如下:(1)2004～2014年苏州市冷岛效应面积不断减小,减少比例高达24.04％;空间上看,苏州北部和东部冷岛区域减少尤为明显,南部湖泊为主的地区变化相对较小.(2)从冷岛强度数值大小看,蓝绿空间的降温能力不断增强,2004、2010和2014年的冷岛强度分别为6.3℃、7.1℃和9.6℃;但考虑到其面积变化,苏州市蓝绿空间冷岛效应对于热环境的调节作用呈现出减弱趋势.(3)水体构成的"蓝色空间"降温能力(10.5℃)远大于植被"绿色空间"的冷岛强度(4.8℃);流动河渠的冷岛强度要明显高于静止的湖泊.(4)土地利用变化:尤其城市扩张侵占大量水田为影响苏州市冷岛效应时空变化的重要驱动因素,反观苏州市湖泊总面积在研究时间范围内有小幅增长,推断出政府决策者对于蓝绿空间类型的优先保护程度.     

基于MODIS像元尺度的三峡库区植被覆盖度变化的地形分布特征

区域植被覆盖变化监测是研究资源环境承载力的基础，其对区域可持续发展至关重要。基于MODIS NDVI数据，采用像元二分模型计算了2001~2018年三峡库区植被覆盖度，结合植被覆盖度变化类型提取模型及分布指数，揭示了库区植被覆盖度变化在不同地形因子上的分布特征。研究表明：（1）三峡库区植被以高和中高覆盖度为主，其分别占库区总面积的65.72%和28.61%。18年来，库区年均植被覆盖度增长率为0.14%；（2）库区植被稳定类型占总面积的79.50%，植被改善占16.71%，植被退化占3.79%。26个区（县）中，长寿区、江北区等7区的植被改善面积小于植被退化面积，存在生态退化风险；（3）高程小于500 m、坡度小于6°的区域植被退化优势显著；高程500~1 100 m的区域植被改善为主导类型；坡度6°~15°的区域无明显优势分布；高程大于1 100 m、坡度大于15°的区域植被稳定和植被改善类型为优势分布；（4）库区不同坡向上，平坡上的植被退化类型显著，当坡向由阴坡向阳坡转变（西坡→南坡，北坡→东坡）时，植被覆盖度变化优势分布类型由植被退化型转变为植被改善型。研究结果揭示了三峡库区植被覆盖的空间分布和变化特征，对库区生态环境评价和植被恢复及保护具有一定的借鉴意义。     

卧龙自然保护区植被覆盖度变化及其对地形因子的响应

通过像元二分模型在NDVI数据基础上，估算了卧龙自然保护区2000和2015年的植被覆盖度，分析了这15年间研究区域植被覆盖的变化及空间分异特征，初步揭示了植被覆盖变化与地形因子的响应关系。结果表明：（1）2000~2015年间卧龙自然保护区植被覆盖度整体良好，以中高和高植被覆盖为主，空间格局上呈现东南高、西北低的总体趋势。（2）研究时段内高覆盖度面积明显减少，而其他覆盖等级面积存在不同程度的增加，植被覆盖度均值降低。（3）研究区域各海拔范围内均以植被稳定类型为主，低海拔和高海拔地区植被退化显著，在1 500~3 250 m的高程范围内植被稳定和植被改善相对显著。（4）研究区不同坡度间植被变化类型差异不明显；不同坡向上植被变化显著，其中阳坡的植被退化分布，阴坡的植被改善分布明显，随着坡向由阴坡转阳坡，植被退化增加，改善减少。其结论有助于揭示卧龙自然保护区植被覆盖的时空变化特征，对保护区生态环境评价和改进具有重要的参考价值，同时对保护区的管理和植被恢复有一定借鉴意义。     

“3S”技术在土壤侵蚀研究中的应用

“3S”技术是进行土壤侵蚀研究的有效工具，可以对土壤侵蚀分布与强度的动态变化进行快速监测，为水土保持决策提供依据。介绍了水力土壤侵蚀分类分级标准；研究了植被覆盖度、坡度和土地利用因子的TM影像判读方法：以TM432合成的假彩色图像和NDVI植被指数灰度图像提取植被覆盖度、DEM数据派生坡度数据、土地利用现状图获得耕地分布。以湖北省东北地区为研究区域，通过对植被覆盖度、坡度和土地利用指标的综合分析确定了该区土壤侵蚀现状和动态变化。在ARC/INFO 软件支持下，利用研究区2000年的TM图像对该区土壤侵蚀强度、空间分布进行了分析，并与1995年调查数据进行了比较，分析了研究区土壤侵蚀动态变化。     

2000～2015年山地城市土地利用景观格局动态演变研究——以重庆市渝北区为例

以重庆市渝北区为例，借助地理信息系统和遥感手段，利用Landsat TM 遥感数据和DEM数据，采用景观指数分析、地形位指数和分布指数等计算方法，对渝北区 2000、2005、2010 和 2015 年土地利用景观格局变化特征进行了分析，着重探讨了不同地形、坡度下各种景观类型变化情况，以及它们之间的相互关系，以期为在相似条件下的城市最佳土地利用模式选择提供一定的借鉴和参考。结果表明：（1）渝北区土地资源以中、高级地形位为主，海拔 200 m 以下，坡度6°以下的土地资源比较匮乏；（2）渝北区主要的景观类型是耕地和林地，但耕地景观总的趋势是不断减少，林地不断增加，建设用地增长较快，总体上景观破碎化程度在增加，景观多样性呈上升趋势；（3）研究期内，中低级地形位区间内大量耕地转变为建设用地，林地、草地景观面积的分布趋势随着地形位指数成正相关关系，其优势地形位主要集中于高级别地形位区间。