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。     

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     

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。     

景观格局影响下的南京市热舒适度动态变化

城市热舒适度的评价是判断热环境优劣的主要方式，其结果可为城市规划、改善城市热环境提供科学依据，而温湿指数(THI)综合反映了温度和湿度两个因子对人体热感的影响，是衡量城市热舒适度的一项重要指标。选取江苏省南京市作为研究区，以1994、2000、2010和2013年夏季Landsat遥感影像数据和土地利用现状数据为数据源，反演地表温度，并结合归一化水汽指数(NDMI)对传统温湿指数进行改进，在此基础上分别从宏观和微观两个层面分析了南京市热舒适度的动态变化，通过计算景观格局指数，分析不同热舒适度分级下景观格局指数的变化，统计了2.5 km尺度上单元格网温湿指数平均值及变异系数并对其与景观组成和结构特征的相关性进行了研究，从微观尺度上探讨城市景观格局与城市热舒适度之间的关系。结果表明：宏观上，从1994年到2013年景观格局对南京市热舒适度的影响不断加深，影响面积和强度都不断增大，城市热环境逐渐恶化；微观上，景观类型组成和结构对城市热舒适度有不同程度的影响，水体、耕地、林地能显著改善热舒适度，其中水体对热舒适度的改善效果最好，其景观优势度越大、分布越集中，效果越明显；反之，建设用地优势度越大、聚集度越高，热舒适度越差。 关键词： 城市热舒适度；改进型温湿指数；景观格局指数；动态变化；南京市     

基于POI数据的武汉市夏季热场主导因素多尺度分析

分析不同尺度下土地覆被、人类活动等因素对地表温度影响作用大小,可为城市生态空间布局调整优化提供参考。以兴趣点(Point of Interest, POI)数据表征人类活动强度,利用大气校正法反演2016年夏季武汉市外环线区域地表温度,借助最小二乘法在500、1 000和2 000 m 3个尺度下定量研究地表温度与POI密度、归一化植被指数和归一化水体指数的相关性及作用大小,并分析各变量对地表温度的相对重要性。研究表明:(1)3种尺度下,POI密度均与地表温度呈显著正相关关系且相关系数随尺度增大而增大;归一化植被指数和水体指数与地表温度呈显著负相关关系,归一化植被指数与地表温度相关系数随尺度增大而减小,归一化水体指数与地表温度相关系数随尺度增大而增大;(2)武汉市热场空间是自然生态环境和人类活动共同作用的结果;(3)POI对地表温度的解释作用占较大权重,是热场空间形成的重要因素。POI对于地表温度解释的相对贡献度最大,在研究城市热场影响因素中,POI可用来反映人类活动强度,对遥感信息有较好的补充作用。     

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AVHRR和DEM的重庆城市热岛效应分析

为研究复杂地形上城市热岛(UHI)的特点和变化规律，给城市生态环境分析提供依据，使用重庆市2006年14个时相的NOAA/AVHRR（美国国家海洋大气局/改进的甚高分辨率辐射计）卫星遥感数据和数字高程模型（DEM），得到研究区域的亮温场，并参照热力学概念和模型，根据当地高程，以海拔 300 m 为基准高度将亮温场计算成位温场。结果表明：（1）计算后山脉、河谷处的温度场普遍改变；山脉植被对下垫面的降温作用明显；白天UHI范围较大，长江和嘉陵江河谷对UHI的切隔作用显著；夜间嘉陵江两侧的UHI趋为一体，范围缩小；（2）7月 25～26日存在多个UHI中心，下午和凌晨最大强度分别为64℃和22℃，平均值分别为605℃和205℃，昼夜平均为405℃；（3）夏、秋季白天和夜间平均最大强度分别为523℃和329℃；（4）重庆UHI强度白天大于夜间，与成都的同类研究结果相同；但夏、秋季的平均最大强度为426℃，小于成都的650℃。     

武汉市城区热岛效应的遥感研究

随着城市化的迅速发展，城市热岛效应及其所带来的问题对我们日常的生产生活的影响变得日益严重和不可忽视。如何快速、有效地监测城市热场的分布和强度，是解决城市环境问题的迫切需要。采用先进的遥感手段，能够大面积、同步和动态地监测地面热场的分布和变化情况。利用武汉市地区的LANDSAl7 TM图像，对于热红外波段遥感图像灰度值和地面温度之间的关系进行了定量的解译，并且采用IHS图像复合增强的方法得到了武汉市地面热场分布图。取得了很好的模拟效果。结果显示武汉地区热场的分布具有明显的规律性，区域平均温度的分布由高到低为：旧型工业区-新型工业区-老城区-新城区-郊区；城市地面结构对于区域温度有直接的影响；保护现有的水体和增加绿地的分布是缓解城市热岛效应的有效途径。此外还结合图像分析了热场分布的形成因素。     

基于MODIS数据的地表组分温度反演研究

组分温度的反演是当前定量遥感的一个难点。与众多的陆面温度遥感模型相比,成熟的组分温度遥感模型相对较少。通过对近地面热红外辐射能量的线性展开,建立了MODIS多波段植被、土壤组分温度反演模型。该模型将组分温度与地表温度定量联系起来,模型中所涉及到的参数充分考虑到研究区湿地环境的特点。在计算组分温度时,首先利用单窗算法得到的MODIS陆面温度反演模型计算地表温度,然后由所建立的组分温度模型计算植被、土壤温度。选用2005年10月31日的鄱阳湖地区MODIS数据试验,与实测的植被、土壤温度相比,反演的组分温度的误差在15~21℃;通过对模型参数的敏感性分析,表明该模型具有一定的稳定性。实践证明,该方法能够有效实现组分温度的分离,是一种组分温度反演的较好方法。     

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     

基于地学信息图谱的合肥市城市扩展时空特征及驱动力分析

利用多时相遥感影像,借助ArcGIS平台,采用空间形态分析、等扇分析、等距分析及分形分析等方法,以城市扩展强度、紧凑度、分形维数、重心坐标、扩展弹性系数等为指标,基于地学信息图谱分析了1987~2011年合肥市城市扩展时空特征及其驱动力。结果表明：合肥市在经历了轴向放射状扩展、双核组团扩展及轴间填充后,城市形态由不规则团块状向星楔形、连体双星形转变;24 a间,城市用地面积增长了22415 km2,城市规模扩大了455倍;2000年以前基本保持中、低速扩展,进入21世纪后,开始高速扩展;城市空间主要沿交通线向西南、东南、东、东北等方向非均衡延展,城市扩展最强烈的区域约在距城区中心8 km处,城市重心不断向南偏西方向转移;扩展过程中,城市紧凑度呈“W”型波动,分形维数呈“M”型波动,扩展弹性系数呈“∧”型波动,城市形态最终向着稳定、合理化方向发展;自然环境、经济发展、人口增长、交通建设、政府行为等是合肥市城市扩展的主要驱动力量     

基于GEV干旱指数和DFA方法的苏北地区季节性干旱研究

为分析近年来江苏省苏北地区季节性干旱灾害特征,利用苏北五市1989~2013年的逐月降水量资料,建立月降水量的广义极值分布函数,通过分析广义极值干旱指数(GEVI),研究苏北五市近25a的季节性干旱分布和干旱等级的时空变化特点。在此基础上,利用去趋势波动分析方法(DFA)对苏北五市月平均降水量的周期性规律进行研究。结果表明,苏北五市的月降水量均服从广义极值Fréchet概率分布,且具有从西北(徐州)地区向东南沿海(盐城)地区递增的空间分布特征,整体上属于干旱灾害频发的地区,且以轻旱为主且季节性特征明显。苏北五市的月降水量存在幂律相关性,即降水量具有较强的正长程相关性,因此,未来苏北地区干旱的总体趋势将与过去特征正相关。     

南京都市圈可达性与经济联系格局演化研究

以南京都市圈为例，选取1993、1999、2005和2011年4个典型年份，运用ArcGIS的空间分析功能和引力模型，计算南京都市圈的可达性、经济联系量和经济联系隶属度，深入研究南京都市圈空间联系格局和空间联系方向的演变。研究结果表明：（1）南京都市圈可达性改善显著，平均可达性提高明显，但各城市可达性提高的幅度差别较大；（2）南京都市圈经济联系日益增强，经济联系格局由点轴结构向网络结构演变，南京成为区域经济联系中心城市；（3）从经济联系隶属度分析来看，南京是区域空间联系的集聚中心，与其它城市形成了众星捧月的空间联系格局     

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     

南方丘陵地区河谷城市用地时空演变与驱动分析——以上饶市城区为例

以揭示中国南方丘陵地区河谷城市的空间演变过程和特征为目的,以上饶市城区为例,在遥感与GIS技术的支持下,对1988~2013年间上饶市城区城市用地的时空演变过程、特征及驱动影响因素进行了研究。结果表明,1988~2013年的25 a间,上饶市城区城市用地呈现出快速增长的态势,城市形态的演变具有明显的时空特征:时间序列上,不论扩展幅度还是扩展速度,2001~2013年间的值均高于1988~2001年间的值,前后两个时段的扩展特征呈现出明显的差异性;空间格局上,上饶市城区以老城区的中心广场为中心向四周扩展,先后经历了放射性扩展、组团式分散扩展两个阶段,同时呈现出明显的方向分异性,西南和西为其主要扩展方向,而其东南方向的扩展速度最为缓慢。自然环境中的地貌对上饶市城区城市用地的扩展起到很大的限制作用,经济社会的发展、政策规划等因素成为城市用地扩张与时空演化的外在驱动因素。