西安市地表温度反演及城市热岛强度定量化研究

本文基于单窗算法,选取1992年、2000年、2006年、2013年四期LandsatTM/ETM影像及西安市、西安市周边各气象站点的观测资料作为研究数据,对西安市地表温度反演及城市热岛强度进行定量化研究,结果表明:1西安市二环与三环之间区域的地表温度升高较快,城市中心地表温度的变化程度低于二环与三环之间的区域,这与西安市城市规划布局和实际情况相一致,热岛区的面积年平均增加速率为0.83%;21992-2013年西安城区气温平均升高约1.3℃左右,西安郊区气温平均升高约0.1℃左右,说明热岛效应对西安市的整体气温的升高贡献率比较大。就热岛强度总体而言,西安市热岛强度仍呈现上升趋势,期间1996-2001年西安市城市热岛强度呈下降趋势,2008-2011年西安市城市热岛强度呈持续上升趋势,2002-2007年西安市城市热岛强度有增有减,变化规律不明显;3城市热岛比较高的区域逐渐向周围城市扩展,城市中心温度的变化速率比周围略低;4中温、高温、次高温的热岛面积百分比是先增大后减少,次低温及低温的热岛面积百分比是先减少后增大。     

杭州湾城市群热岛时空特征分析

利用1970-2006年的常规气象站温度观测数据和Landsat-5 TM影像,选取杭州湾三个地区具有代表性的城市站和乡村站,根据亮度温度计算模型反演三个研究区域的亮度温度,研究杭州湾地区城市热岛效应37年来时间演变特征和空间分布特征.结果表明:(1)杭州湾地区城市热岛效应37年来显著增强.热岛强度以0.13℃/10年的速率加剧.热岛强度在2001年最强.分析三个地区1970-2006年的热岛强度时间演变,杭州地区最强、绍兴地区次之、宁波地区最弱;(2)杭州地区、绍兴地区、宁波地区热岛强度与人口的关系模型,显示相关系数分别为0.8695、0.8366、0.9287,表明城市热岛强度变化与城市人口变化呈线性正相关关系;(3)三个地区城市热岛强度的空间特征表明,绍兴地区的热岛强度明显强于其他两个地区,杭州地区次之,宁波地区最弱.     

基于风热环境评估的城市通风廊道设计研究——以绍兴市越城区为例

在城市气候问题持续恶化与精细化城市管理背景下,对城市风热环境的综合评估将为城市通风廊道构建及城市规划提供重要前提.本文利用遥感和地理信息技术,以浙江省中等城市绍兴越城区为研究对象,综合分析绍兴越城区的风环境和热环境,并在通风廊道规划中给出了构建策略.研究结果表明:(1)绍兴越城区全年主导风向为偏东风,近10年平均风速呈明显下降趋势;(2)绍兴越城区年平均气温呈明显上升趋势,温度总体呈明显的北高南低的空间分布趋势,热岛扩张特征由20世纪90年代初的单个强热岛中心至2016年逐步发展为多个强热岛中心,热岛状况不容忽视;(3)城市热岛强度、地表通风潜力的强弱与下垫面地表类型和城市功能定位有直接关系.老城区,生态冷源少,地表通风潜力较低,热岛效应较强;而北部和西北部的工业新区由于工业密集,属于高能耗地区,热岛强度甚至高于老城区,越城区的东南部为山地,热岛效应较弱.初步构建的廊道规划方案,将冷源和新鲜空气引入城区内部,有利于缓解绍兴越城区热岛效应和增强城市的空气流动性,为绍兴缓解城市热岛、城市规划提供重要决策依据.     

植被指数与杭州市热岛效应的关系研究

城市热岛效应一直备受城市规划者关注,植被对城市热岛的影响是绿地规划的基本依据。本文利用杭州市1994年和2004年两个时相的TM影像,生成热岛分布图、归一化差值植被指数（NDVI）图。同时利用GIS的变化分析,直观地显示了十年来杭州市城市热岛效应和城市绿地的分布变化。研究表明,城市热岛的范围随城市扩张而增大,2004年高温区、较高温区的面积比1994年分别增加了29.6%和31.3%。1994年杭州市热岛集中在城中心,到了2004年,热岛范围已由城中心向杭州市西北部、北部和东部扩张;发现NDVI变化与热岛分布变化有很大的关联,并且NDVI值与热岛效应（亮温）呈极显著负相关。上述结果对城市绿地规划和缓解城市热岛效应具有较好的指导意义。     

基于Landsat TM/ETM+数据的沈阳市城市热岛时空格局分析

城市热岛效应主要反映城市化对城市居住环境所产生的影响。文章利用Landsat TM/ETM+数据反演了沈阳市地表温度和城市热岛强度指数,根据热岛强度鉴别并提取了强热岛区,通过不同时相的反演结果研究沈阳市城市热岛的时空演变。结果表明沈阳市强热岛区的面积已经从2001年的344.50km2扩大至2010年的385.04km~2。热岛的空间分布范围与城市建成区的轮廓相吻合,其范围随着城市建设和新建开发区的发展不断增大,并且在西南和东北方向为主要增长方向。     

基于城市热岛效应的城市降温通道规划研究——以广州市为例

城市热岛效应是城市化形成的特殊城市气候特征之一,热岛效应对城市规划布局、经济发展及人群健康等许多方面的影响日益突出.本文应用Landsat-5 TM图像的TM6波段(空间分辨率为120m),利用单窗算法反演了行星亮度温度,结合GIS和CAD技术分析了广州市的“热岛效应”空间格局和特征,规划了城市降温通道.得出以下结论:①广州市城市热岛特征显著、空间分异明显.在中心城区内分布有大面积的热岛,中心片区城中村热岛效应强烈,城市绿地和水面“冷源”效应明显;②规划了广州市市区范围内的降温通道,形成了以珠江沿线为主轴、点线面相结合的网格状降温通道格局;③充分利用丰富的绿地、水域以及降温通道的作用降低热岛强度.     

北京冬季城市热岛特征及强弱热岛影响因子研究

应用北京地区地面气象观测站1990-2004年1月的气温资料，分析了近15年北京冬季城市热岛的特征和变化趋势，也分析了城市热岛强度与地面气温的关系。结果表明：夜间城市热岛要强于白天，近15年夜间城市热岛具有增强趋势，而白天这样的趋势不明显。夜间月平均城市热岛强度与月平均气温正相关，气温高的年份，热岛强度相对也大，白天这种相关不明显。此外，对比分析了冬季强热岛和弱热岛的特征及其气象影响因子。结果表明：强热岛出现于夜间，白天热岛不明显；夜间强热岛出现和维持是多种因子综合作用的结果。白天日照充足的晴夜北京城郊地面风场很弱（≤2.0m/s），多个测站甚至出现静风，同时城区垂直方向近地大气层持续存在很弱（≤2.0m/s）的风场，甚至静风，城区320m高度以下持续存在大气逆温，有利于冬季强热岛的形成和维持。晴朗白天即使近地层大气风速维持在2.5m/s以下，城市热岛也会减弱消失，太阳辐射的加热作用所引起的郊区地面大气升温速率和幅度大于城区地面大气、大气稳定度的变弱以及城区大气逆温的消失是城市强热岛减弱并最终消失的重要原因。     

哈尔滨城市热岛效应研究

本文运用单窗算法反演研究区域的地表温度,在影像土地利用/覆盖分类的基础上,探讨了该地区城市热岛的空间分布特征、发展和演化的基本规律,结果表明城市热岛的分布与城区扩展方向具有较好的一致性。     

基于Landsat8数据的沈阳市地表温度反演研究

本文以中国北方典型的重工业城市沈阳市为研究区。选取2016年8月28日Landsat8卫星遥感影像数据,通过影像数据预处理后采用大气校正算法反演地表温度。分析沈阳市地表温度分布特征。并且分析沈阳市热岛强度分布的特征。结果表明:沈阳市全区热岛效应并不明显,以绿岛为主,但沈阳市内五区热岛效应明显,80%的区域受到城市热岛效应的影响,地表温度明显高于其他区域。热岛强度由市内五区向郊县逐渐降低;沈阳市地表温度与NDVI呈负相关,与NDBI、NDBSI呈正相关。     

合肥市城市扩展及其热环境变化

近些年,大中城市发展越来越快,同时也带来了较多的环境问题,其中热环境问题是较为突出的一面。文章利用Landsat卫星数据分别反演了合肥市1995、2005和2015年的地表温度及建成区信息,分析合肥市城市扩展及热环境变化。结果表明:在20年间,合肥市建成区扩展明显,且城市热环境的空间范围与新建城区的空间扩展趋势大致相同。研究还发现,合肥市20年间的特高温区面积比例较低,但城市热岛比例指数(URI)从0.092升至0.339,说明城市热环境扩展剧烈。通过线性定量分析表明,建筑用地变化与城市热环境呈显著正相关关系,因此,合理规划城市发展是改善热岛现象的有效途径之一。     

基于TM影像的城市热岛效应和植被覆盖指数关系研究

通过对杭州市区ETM 遥感影像数据的处理,提取该区域地表亮温和NDVI数据,并结合实测温度对亮温数据的可靠性进行了验证。在亮温图的基础上,利用温度分级掩膜运算得出不同温度像元NDVI信息,同时对亮温数据进行了标准化处理,从而得到热岛强度和NDVI关系的散点图,然后利用监督分类、相关性矩阵及统计分析等方法,对关系数据进行了修改、验证及拟合,得出杭州市区热岛强度和NDVI之间的定量关系模型,修正判定系数达到0.88,较好地反映了该区域热岛效应和植被覆盖指数的关系,为杭州市城市规划、绿地规划等提供了较为可靠的理论依据。     

粤港澳大湾区城市热岛空间格局及影响因子多元建模

探究影响城市热岛空间格局的因子,及科学分析各因子的作用机制,对揭示城市热岛效应的机理有着重要意义。本文以粤港澳大湾区为研究区,综合利用数据空间化表达、空间叠置、地理探测器等方法,对影响城市热岛空间格局的因子开展研究,并构建地表温度与影响因子间的多元关系模型。结果表明,粤港澳大湾区的城市热岛强度等级呈现中间高四周低的空间分布格局,并在珠江入海口两岸形成半环状城市热岛带。本文选取的5种影响因子对城市热岛的空间格局皆具有较高的解释力,平均解释力排序为：单元人口密度（0.668）>建设用地面积占比（0.577）>单元路网密度（0.573）>植被面积占比（0.538）>水体面积占比（0.428）。所构建的多元关系模型,能较准确地反映城市热岛区域地表温度的分布状况,所拟合的地表温度结果与实际地表温度平均值的误差为0.34℃。     

城市热环境与土地利用类型格局的相关性分析——以长春市为例

基于遥感数据和GIS空间分析方法,反演长春市的地表温度,分析长春市城市热场分布的空间格局,定量描述了不同土地利用类型面积比例地表温度特征,探讨不同土地利用类型的空间组合格局对城市热环境的影响。结论如下：①长春市存在明显的热岛效应,在城市热岛内部,地表温度差异也很显著;②不同城市土地利用类型上的地表温度具有明显差异,各土地利用类型地表温度平均值排序为：工业用地>道路用地>商业用地>住宅用地>公共建筑>其他用地>公共设施>绿地>水域;③土地利用类型空间格局影响城市热环境,随着500m×500m格网内所占面积比例的升高,不同用地类型的平均地表温度呈现出显著差异;④植被和水域在缓解城市热岛效应方面起到关键性作用,含有绿地或水域的格网,随着二者面积比的增加,地表温度逐渐降低,温度降低的过程可以用线性方程模拟。     

大都市功能区块视角下的热岛影响因素空间分异

针对以往热岛影响因素研究中缺乏因子综合作用及作用程度空间异质性分析的现状,本文以大都市北京为研究区,利用兴趣点（POI）数据划分承载不同人类活动的用地功能区块,结合地理探测器探究在市域整体及不同用地功能区块中植被、水体、不透水面及社会经济要素等多维因素对地表温度的影响（单因子作用与因子交互作用）。结果表明：①各单因子、因子交互作用对于地表温度的影响程度在北京市14类用地功能区块中存在空间分异。单因子探测表明整体上植被对温度的影响力高达72.3%,其作用程度与社会经济因素作用程度的差距在人类活动较为频繁的区块显著缩小;②因子交互作用探测显示两因子交互作用对温度的影响远大于单因子作用效果,整体水平上植被与人口交互作用是控制温度分异的主导因子,解释力达到78.9%,而在包含商业服务或公共管理服务的区块植被与人口交互作用均为影响温度分异的主导因素,包含工业的区块则为不透水与经济水平、植被交互作用为主导,且50 %区块内因子交互作用存在非线性增强现象。③根据风险探测识别出不同功能区块高温风险区特征,商业服务区块、公共管理与商业服务混合（公-商）区块为城市高温风险较高的区域。基于用地功能区块的地理探测器模型对地表温度空间分异的解释优于市域水平的全局模型,可以较好地量化各因素在不同空间位置上对地表温度的影响,为制定分区域有针对性的城市热岛效应缓解策略提供参考。     

土地利用类型及其格局变化的热环境效应研究——以哈尔滨市为例

采用极差标准化方法消除由于时相差异造成遥感影像获取地表温度值的不可比性;用2km格网内不同土地利用类型所占的面积比例表征土地利用格局,以中国哈尔滨市为例,研究城市热场分布的空间格局、时空变化规律,探讨不同土地利用类型的空间格局对城市热环境的影响。结果表明：哈尔滨市建成区存在显著的热岛效应并呈增强态势、市区总体地表温度升高。各用地类型随面积比例的升高平均地表温度相互间差异变小,建设用地对热岛效应的作用增强,水体缓解热岛效应的作用减弱,热环境的空间差异性变得不明显。     

基于大数据的山地城市活力评——以重庆主城区为例

在中国快速城市化进程中出现了大量的城市病,导致城市品质下降和区域发展失衡。城市活力为研究城市问题提供了一个新的视角,而大数据的蓬勃发展为城市活力研究提供了准确高效的新手段。本文采用人口热力、兴趣点（POI）和街景活力感知3个指标构建评价体系,对重庆主城的城市活力进行定量评价。结果发现：重庆主城区的城市活力分布呈现多中心的分布特征,与其“多中心、组团式”的城市结构相契合。3个指标评价出的城市活力在空间格局上具有相似性,城市活力高的区域主要分布在重庆内环内侧,尤其是解放碑主中心及活力相对较高的沙坪坝、杨家坪、观音桥、南坪副中心,而外围活力高的区域对应茶园、西永等内环以外的副中心和城市组团,这一结果与街景活力感知得分较为符合。研究认为,基于大数据对重庆城市活力进行客观识别和评价,为城市活力定量研究提供了一种新的思路和视角,弥补了传统定性分析方法的不足。针对山地城市的研究,同时弥补了已有文献在山地城市活力研究方面的不足,对空间规划有一定的参考价值。     

长江中游地区城市建设用地利用效率及驱动机理研究

本文基于DEA-ESDA-GWR研究框架,全面分析了2000-2012年长江中游地区41个城市建设用地利用效率的总体特征、区域差异以及时空演化格局,探究了经济发展水平、城镇化水平、产业结构、政府干预程度、外商投资水平等5因素作用于城市建设用地利用效率的驱动机理。结果表明:1长江中游地区城市建设用地利用效率总体平均水平较高且呈现不断上升趋势,差异性显著,城市建设用地利用效率与经济发展水平表现为相一致的不平衡性;2长江中游地区城市建设用地利用效率表现强烈的空间关联特征,2004年以前表现强烈的空间正相关,2004年以后演变成强烈的空间负相关,各城市随年份演进呈现不同的空间分布格局;3长江中游地区城市建设用地利用效率变化是各影响因素综合驱动的结果,经济发展水平、政府干预程度、产业结构对城市建设用地利用效率产生正向促进作用,而城镇化水平、吸引外商投资水平对城市建设用地效率产生的影响以2008年为分水岭,影响由负变正。其中城镇化水平、产业结构以及吸引外商投资水平是造成长江中游地区城市建设用地利用效率时空格局分异与演变的关键驱动因素。