基于Landsat TM/ETM的银川市热岛效应时空变化研究

应用1999年、2006年和2011年3期Landast TM/ETM 数据的热红外波段数据反演银川市地表亮温,并对绝对亮温值进行归一化处理得到相对亮温。结果表明,1999—2011年,银川市热岛范围逐步扩大,强度逐渐增加,其中金凤区热岛效应不断加剧,西夏区和兴庆区的热岛效应从无到有,从弱到强变化十分明显。从空间分布来看,热岛效应主要发生在西夏区的工业区,金凤区的经济开发区和兴庆区的商业区。热岛现象产生的原因主要是工业发展变化、道路建设和建成区面积增加等。     

渭干河—库车河三角洲绿洲地表温度时空变化特征研究

采用单窗算法,利用1989年和2011年两期Landsat数据对渭干河—库车河三角洲绿洲的地表温度进行反演,并与实时陆面地表温度进行对比检验,其反演精确度分别为94.9%和95.9%。在此基础上,分析了不同时期渭干河—库车河三角洲绿洲地表温度分布格局,并将反演的地表温度划分为6个等级:低温区9.9~13.9℃,次低温区13.9~19.9℃,中温区19.9~25.9℃,次高温区25.9~31.9℃,高温区31.9~37.9℃和极高温区37.9~41.9℃。通过两期图像的反演可以得出:（1）从时间尺度上来看:1989年的温度低于2011年,比2011年多一个低温区;2011年比1989年多出高温区和极高温区两个温度段,1989年和2011年的最低温和最高温的温度差分别为5.13℃和13.51℃;（2）从空间尺度上来看,各温度区间的分布范围发生了巨大变化;（3）由于戈壁、沙漠在日照下增温比绿洲快得多,因此,绿洲的温度基本符合中心低,四周高的“冷岛”现象。此研究对进一步理解渭干河—库车河土壤—植被—大气系统能量交换状况具有重要意义。     

城市化进程中县域土地利用类型的转移特征及其对热环境的影响

[目的]评估城市化过程中土地利用类型的转移特征及其对热环境的影响,为优化土地利用格局和低碳背景下区域发展和管理提供科学依据。[方法]以浙江省海盐市为例,基于4期Landsat卫星影像,解译土地利用类型并反演地表温度,通过县域土地利用转移矩阵和热效应贡献度指数,分析城市热岛的时空分布及土地利用类型转移特征对热环境造成的影响。[结果] 2007—2017年10 a间,海盐县中心城区的建成区明显扩张,土地利用类型格局变化显著,土地利用动态度达42.3%。城市用地面积显著增加,转入比率达44.1%,主要由植被与道路转入;植被覆盖面积明显减少,转出比率达51.2%,主要转移为城市用地和道路。城市高温区分布从聚集的岛状逐渐分散化,向建成区边缘转移。城市用地的热贡献度最大,伴随着其面积的增加,其热贡献度从2007年的59.6%上升到2017年的87.5%。[结论]城市用地是影响海盐县中心城区热环境的决定性因素,城市化进程中,合理有效地规划和控制建成区的扩展,是减缓热岛效应的重要措施。     

基于遥感的银川市城区热环境及其影响因素的时空演变特征

为掌握银川市城区热环境及其影响因素的时空变化特征,以4期Landsat遥感数据为基础,反演地表温度,采用热岛比例指数、贡献度指数和像元二分模型分析28 a间区域热环境、土地利用和植被的空间分布及其时空演变特征,探讨了地表温度变化及其影响因素的响应关系。研究表明:(1) 28 a间,城市热岛比例指数(URI)整体呈上升趋势,热环境呈现出西部地表温度整体高于东部的特征,热岛区域逐渐集中分布于城市建成区。(2)研究区明显升温面积占比为7.38%,而明显降温区域比例仅为1.47%,总体上热环境呈升温趋势。(3) 4个年份的未利用土地和草地面积逐年减少,而城乡工矿居民用地面积逐年增加且保持较高增长速度,耕地、水域、城乡工矿居民用地和未利用土地对城区热环境贡献较大。(4)植被覆盖度表现出东部相对较高、西部较低的特点,28年间研究区植被覆盖度较高且整体呈现减小趋势,4个年份的地表温度与植被覆盖度呈负相关关系。银川市城区热环境变化与土地利用类型和植被覆盖度关系密切,各土地利用类型对热环境贡献度表现出差异性,植被覆盖度与其呈负相关。     

基于多时相遥感数据的常州市城市热景观变化特征

为分析20多年来常州城市热景观时空变化特征,选用4景TM/ETM+影像(1986年、1992年、2000年、2010年)为基本数据源,在RS,GIS技术以及景观分析工具的支持下,分析了常州市区热岛景观格局变化特征。研究结果表明:1986—2010年常州建成区均存在显著的热岛效应。随着城市化进程加快,到2010年城市与郊区的温差达到最大,为35.3K;城市强热岛及其以上等级面积从1986年的8 580.24hm~2增加到2010年的17 725.23hm~2,相应比例从4.58%增加到9.45%,增幅达106.33%;城市热岛等级类型的景观指数分析表明,到2010年高等级的热岛斑块分布范围和强度都明显提高,两环内高等级的热岛片状分布明显。受城市人类活动加剧的影响,各热岛等级斑块的形状逐渐趋于复杂。从景观水平尺度变化来看,2010年热岛景观多样性最丰富,分布最均匀,同时破碎化程度也最高。研究结论可为城市生态建设提供参考。     

1990-2010年青岛地区热环境与土地利用变化的时空关系

[目的]揭示青岛地区热环境与土地利用变化的时空关系,为青岛市环境规划与管理提供依据。[方法]利用Landsat TM/ETM+数据反演青岛地区的地表温度,解译出土地利用类型,比较不同土地利用类型的温度均值及标准差,计算热环境影响指数,分析GIS重心轨迹。[结果]1990—2010年,城乡、工矿、居民用地和未利用土地的地表温度最高,水域最低;耕地的热效应贡献度最大;未利用土地和城乡、工矿、居民用地温度超过平均温度的地块较多;耕地类型中高于平均温度的地块占区域总面积的比重较大;城乡、工矿、居民用地中高于平均温度的地块占区域总面积的比重随时间明显增大;1990—2010年热岛重心一直向东北方向迁移,其中2000—2010年热岛重心迁移方向与城市重心迁移方向一致。[结论]青岛地区热环境与土地利用变化具有密切的关系,城市扩展逐渐成为热岛效应形成的主要原因。     

基于Landsat TM/TIRS的重庆市主城区热岛效应研究

使用Landsat数据对2001—2013年重庆市主城热岛进行研究,选取2001年、2007年的TM、2013年的TIRS三期夏季影像,采用单窗算法反演出地表温度。在此基础上,对主城热岛时空演化的整体特征、热岛强度进行分析,得出以下结论:（1）重庆市高温地表主要分布在主城建成区内,由过去呈一点向多点、零散向成片的分布,发展至目前呈多片块、多中心均衡分布,并有持续向外扩展的趋势;（2）市区内绿化较好或有水体覆盖区域,对城市高温起到一定的缓解作用,而长江、嘉陵江表面温度与陆上地表温度相差较大;（3）13年间交通线路的发展带动了周围地区及周边区县的城市化发展,使得传统的高温区温度有所降低,在交通路线所能达到的地方形成新的高温区;（4）2001年热场变异指数为0.63,2007年为0.49,2013年达到0.66,较高的热场变异指数使得重庆市热岛强度处于较高水平。     

基于遥感的西安市热力景观格局演变

基于1992—2013年3期Landsat系列遥感影像,反演出了西安市的地表温度,采用温度归一化分级方法对地表温度进行等级划分,并引入景观生态学中景观格局的研究方法,通过热力景观指数分析,对西安市热力景观格局及其演变特征进行了探讨。结果表明:1992—2013年西安市的热岛效应逐年增强,热力景观格局呈现出较大的时空差异。20多年来,热力景观从以次中温区为优势斑块连片分布的空间格局,转变为以次高温区、中温区等多种热力斑块镶嵌散布的空间格局,热力景观的破碎化程度不断提高,各热力斑块分配的均匀度、景观格局的丰富度和复杂度均稳步增加,人类活动对热环境的扰动持续而稳定。     

新疆焉耆盆地地表温度时空分布对LUCC的响应

为了辨析地表温度时空分布及其变化对土地利用/土地覆盖变化(land use/cover change,LUCC)的响应,以新疆焉耆盆地为研究区,将Landsat遥感影像数据、气象要素的观测数据和野外采样数据相结合,利用单窗算法和单通道算法反演研究区2000、2009、2011和2015年的地表温度,分析焉耆盆地地表温度时空分布特征,研究LUCC对地表温度的影响。结果表明:1)研究区温度时空分布图主要划分为低温区、中温区和高温区。从时空分布变化上来看,2000年高温区范围减少幅度最大、2009年次之、2015年最小;2009年低温区范围减少幅度最大、2000年次之、2015年最小;2)研究区地表温度的分布具有明显的空间差异性,高温区主要分布在沙漠区和山区与盆地之间的戈壁滩,具有明显的以博斯腾湖为中心的环状分布特点。低温区主要分布在水域、湿地和绿洲等区域;3)在2011年内不同时期不同LUCC的温度变化幅度不一,地表温度在不同下垫面上平均值大小不同,地表温度高低主要表现为沙漠盐碱地裸地小麦-玉米其他作物森林棉花芦苇湿地水域。由结果可知,焉耆盆地近十几年地表温度的时空变化与LUCC有着密切关系,农作物的结构、土地利用类型及其面积变化都会影响地表温度的时空分布。     

基于Landsat/TM资料研究东莞市地表温度地理分区

以快速城市化的典型地区广东省东莞市为例,以Landsat/TM资料为主要数据源,采用覃志豪单窗算法进行地表温度反演,计算32个区的平均地表温度,并依据各镇区平均地表温度和数字高程模型数据,进行地表温度的地理分区。结果表明:东莞市可划分为山地低温区、河网次低温、丘陵—近河网次高温区、平原高温区4个温度区间,其中山地低温区仅指谢岗镇,河网次低温区位于东莞市西北部东江河网区,丘陵—近河网次高温区包括西南部濒临珠江口的江河冲积平原、东北部的东江河滨及东部的丘陵台地,平原高温区位于中部、南部的平原地区。由此可见,地形地貌对地表温度影响显著,城市化进程必须因地制宜、合理规划。     

基于TM的城市热岛效应研究及其应用探讨——以许昌市为例

通过利用多期的TM数据定量反演晴空状态下许昌市地表温度、归一化植被指数,分析了地表温度空间分布状况以及地表温度分布和归一化植被指数之间的定量关系。发现城市化规模与城市热岛成正相关,城市热岛与绿地面积、绿地空间分布、绿地的构成以及长势呈负相关;老城区植被覆盖度较低,城区建筑集中,空气流动缓慢是造成城市热岛效应的重要原因。郑许推进区由于工厂企业较多,增温现象明显,热岛效应显著。东城区在大力开发居民小区的同时,注重绿化建设,增温现象不明显,城市生态环境较好。因此,在以后的城市规划建设中,老城区和郑许推进区的规划建设应该借鉴东城区规划建设的经验,加强城市绿地建设,提高植被覆盖度,注意城市建筑的层次分布,预留城市空气流通带,提高空气流动速度,有利于缓解城市热岛效应;对于改善城市生态环境质量,提高城市宜居环境,增强许昌城市综合评价的竞争力,有着不可低估的作用。     

基于GIS与RS的长春市热岛效应研究

基于Aster影像数据定量反演晴空状态下长春市城市亮度温度,提出了治理对策。研究表明,长春市热岛效应显著,热岛中心主要分布在宽城区南部、二道区北部和绿园区西南部。通过提高热源能源利用率、减少热量排放、提高城市绿化率和改善下垫面性质等方法可以有效缓解城市热岛效应。     

基于Landsat TM的重庆都市区地表热环境时空变化研究

随着城市化进程的加快、经济的高速发展,城市结构相应发生了一系列的改变,对城市的生态环境也产生了巨大的影响,城市热岛效应问题尤为突出。文章选取重庆都市区为研究对象,以Landsat-TM1988,2000和2011年三期夏季遥感影像为数据源,基于RS和GIS,采用单窗口算法对地表温度进行反演,并对城市地表温度的时空变化、热中心以及城市建设用地重心迁移进行分析,探讨城市地表热环境与城市扩张及下垫面的响应关系。研究结果表明:1988—2011年,研究区地表温度在空间上的分布存在明显差异性,区域温度整体有所上升,热环境问题日益严重;热中心与建设用地重心两者地迁移具有高度一致性;热环境效应强度与建设用地的分布情况大致呈正相关,与植被或水域的分布情况呈负相关。研究结果可为采取合理措施改善城市地表热环境效应、优化城市生态环境提供参考。     

基于多时相遥感影像分析的城市土地利用/覆盖变化与热环境演变--以徐州市为例

以1987,1994,2000和2005年共4期的Landsat TM遥感影像为数据源,利用先进的决策树分类法获取徐州市土地利用/覆盖信息,通过单通道算法反演地表亮温获取城市热场分布与热环境变化信息,采用土壤调节植被指数SAVI定量描述研究区植被覆盖变化,并综合采用这些信息对城市热环境演变与城市扩展、植被覆盖变化的关系进行了综合分析.结果表明,利用Landsat TM数据结合决策树分类方法,是获取土地覆盖/利用的有效方法.通过计算地表辐射亮温来研究城市热环境变化是合适的,SAVI等因子与城市热环境显著相关,能够有效地定量描述城市扩展及其生态环境响应.研究结果可服务于城市环境保护与人居环境改善.     

陕北地区NDVI对水热条件年内变化的响应及其空间特征

利用陕北地区1999—2010年GIMMS-NDVI数据,结合同期气温和降水资料,基于GIS软件和时滞互相关方法,以陕北地区植被覆盖对气温、降水的响应关系为主线,通过生态功能区划和植被类型两个层面分析了水热条件的季相变化同各旬NDVI均值（TN,Ten-day NDVI）变化之间的关系,结果如下:（1） 陕北地区生态亚区的TN与旬平均降水TP（Ten-day Precipitation）的相关程度从大到小依次是:高植被覆盖率（人工植被）、低植被覆盖率、高植被覆盖率（自然植被）、高植被覆盖率（人工—自然混合植被）;各个生态亚区的TN与旬均温TT（Ten-day Temperature）的相关程度从大到小依次是:高植被覆盖率（人工—自然混合植被）、低植被覆盖率、高植被覆盖率（自然植被）、高植被覆盖率（人工植被）。（2） 陕北地区各个生态亚区植被NDVI对水热条件的滞后时间一致,长短排序依次是:高植被覆盖率（人工植被）、低植被覆盖率、高植被覆盖率（自然植被）、高植被覆盖度（人工—自然混合植被）。（3） 陕北地区不同植被类型对水、热条件的响应程度由高到低依次是耕地、草原、密集灌丛、沙漠和林地,所有植被类型对降水的响应均比温度快。水热条件对陕北不同植被类型的影响程度从大到小依次为耕地、草原、密集灌丛、沙漠和林地。同一植被类型的不同亚类受水、热条件影响程度和响应速度均有差异。     

LED补光和根区加温对日光温室起垄内嵌式基质栽培甜椒生长及产量的影响

田间条件下采用起垄内嵌式基质栽培(soil ridged substrate-embedded cultivation,SRSC)方法,研究了日光温室LED冠层补光和电热线根区加温对甜椒生长和产量的影响。该试验设不加温不补光对照(CK)、根区加温15℃处理(T15)、根区加温18℃处理(T18)、单一补光处理(L)、根区加温15℃+补光处理(T15+L)、根区加温18℃+补光处理(T18+L),共6个处理。结果表明,与对照相比,根区加温均能提高SRSC甜椒根区的温度,但根区温度仍呈现出随环境温度变化而变化的趋势,T18的根区全天保持较高温度。根区热通量的变化与根区温度变化相对应,T15和T18处理的根区热通量昼夜变化较CK剧烈,其根区侧面白天向内传热滞后,晚间侧面向外传热提前,传递量增加;根区垂直方向白天向内传热滞后,传递量减少,晚间垂直向外传热提前,但传递量增加。T15和T18均显著提高了甜椒的株高、冠层厚度和冠层直径,且T18比T15效果更明显。T15对甜椒的地上及地下干鲜重没有显著的提升作用,而T18的提升效果显著。根区加温补光处理的甜椒生物量普遍高于单一根区加温或补光处理,其中T18+L处理提升效果显著优于T15+L处理。T15、T18和L相对CK均提高了甜椒单产,单产分别提高30.74%、53.0%和14.81%。而根区加温和LED补光协同作用比单一的根区加温或冠层补光都能表现更好的增产效果,T15+L和T18+L分别比T15和T18的产量分别提升32.86%和15.50%,分别比L产量提升51.29%和53.87%。总之,根区加温与LED补光是日光温室甜椒增产有效的调控措施,两者在增加单株产量上存在显著的协同效应,二者共同作用比单一作用效果更加明显,且根区加温对甜椒生长和产量的促进效果比冠层补光更加显著,在实际生产中具有重要的指导意义。