基于Landsat遥感数据的城市热岛效应及影响因素——以襄阳市为例

以Landsat 8 TIRS遥感影像为基础数据,运用遥感技术反演襄阳市地表温度,计算热岛效应强度指数,定量分析襄阳市城市热岛效应的时空分布特征及发展趋势,并结合归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)与地表温度进行相关性分析,探索地表植被分布状况和建筑密度对城市热岛效应的影响。结果表明,襄阳市的城市热岛效应在2014—2017年逐渐增强,热岛扩散范围主要为城市新建开发区及交通网的延伸区域。城市地表温度与归一化植被指数呈明显负相关关系,与归一化建筑指数呈明显正相关关系,且地表温度与归一化植被指数相关性尤为突出。建议在城市发展建设过程中,加强城市绿化投入,合理增加城市植被覆盖度及适度降低城市建筑密度可缓解城市热岛效应。     

基于Landsat 8卫星影像的南昌城市热岛效应研究

以2014年10月8日的Landsat 8 OLI/TIRS卫星数据作为主数据源,利用ENVI 5.1软件平台,对南昌市城市热岛效应进行了研究。根据大气校正法反演南昌市地表温度,并对其归一化得到南昌热岛强度分级图。在此基础上,对南昌城市热岛效应与归一化植被指数(NDVI)、改进的归一化水体指数(MNDWI)、裸土指数(BSI)、归一化差值裸地与建筑用地指数(NDBBI)进行统计分析,得到地表温度与4种指数间的定量关系。结果表明:(1)南昌市热岛效应明显,热岛强度由城区中心向近郊、远郊逐渐降低;(2)地表温度与NDVI呈负相关;(3)地表温度与MNDWI呈负相关;(4)地表温度与BSI呈正相关;(5)地表温度与NDBBI呈正相关。由此可知,增加城市植被覆盖率、扩大城市水域,同时合理利用城市裸地和布局城市建筑用地,可以缓解城市热岛效应。     

基于Landsat 8卫星影像的南昌城市热岛效应研究

以2014年10月8日的Landsat 8 OLI/TIRS卫星数据作为主数据源,利用ENVI 5.1软件平台,对南昌市城市热岛效应进行了研究。根据大气校正法反演南昌市地表温度,并对其归一化得到南昌热岛强度分级图。在此基础上,对南昌城市热岛效应与归一化植被指数(NDVI)、改进的归一化水体指数(MNDWI)、裸土指数(BSI)、归一化差值裸地与建筑用地指数(NDBBI)进行统计分析,得到地表温度与4种指数间的定量关系。结果表明:(1)南昌市热岛效应明显,热岛强度由城区中心向近郊、远郊逐渐降低;(2)地表温度与NDVI呈负相关;(3)地表温度与MNDWI呈负相关;(4)地表温度与BSI呈正相关;(5)地表温度与NDBBI呈正相关。由此可知,增加城市植被覆盖率、扩大城市水域,同时合理利用城市裸地和布局城市建筑用地,可以缓解城市热岛效应。     

基于单窗算法的汉中市近20年城市热岛效应时空特征

以1994年、2000年、2004年、2009年和2015年5期Landsat TM遥感影像为主要数据,采用单窗算法反演汉中市地表温度,并对地表温度进行归一化处理得到汉中市热岛强度分级图,分析汉中市近20 a热岛效应时空变化特征及其与土地利用类型、植被覆盖度之间的关系。结果表明:1）近20 a汉中市城市热岛效应随时间变化呈“先升后降”的变化趋势,1994-2004年为热岛效应的加速期,2004-2015年为减缓期。2）不同热岛强度的空间分布特征差异明显。1994-2005年强绿岛区和绿岛区主要分布在汉中市北部的山林地区;强热岛区和热岛区主要分布在西南部的中心城区。3）不同热岛强度对应的不同土地利用类型存在差异。强绿岛区和绿岛区主要分布在汉中市北部山区的林地和耕地。正常区主要集中在汉中市近郊的农用地与草地,同时也包含市区周边的零散村镇居民地。热岛区和强热岛区主要分布在中心城区的建筑用地。4）植被覆盖度与城市地表温度呈显著负相关关系,植被覆盖度每增加10%,地表温度平均下降约1.1℃。可见,增加城市植被覆盖度,合理利用城市裸地和布局城市建筑用地,可以缓解城市热岛效应。     

基于GIS的合肥市热环境动态变化研究

伴随城市化进程的不断加快,环境问题日益凸显,其中城市热岛效应尤为明显.利用遥感影像和GIS技术定量反演了2003年和2007年地面亮温以及植被指数NDVI,研究城市热场分布的空间格局以及时空变化规律.研究表明,2003年与2007年合肥市建成区均存在着显著的热岛效应,2个时相的热岛分布特征相似, 2007年建成区热岛现象有减缓趋势,其中高温区与次高温区的面积都分别减少1.8和52.1 km2,较低温区面积增加了142.61 km2;2007年植被覆盖显著增加,高植被区面积(NDVI>0.4)比2003年增加了35.56 km2,无植被覆盖的面积较2003年减少了116.57 km2,地面亮温与植被覆盖存在着负相关.城市扩张,工业区建设是热岛效应的主要驱动力,加大绿化力度,增加植被覆盖是缓解热岛效应的最有效措施.     

合肥市热岛效应时空演变分析

研究城市热岛效应的时空演变特征是缓解热岛效应的基础,已成为当前科学研究的热点问题。合肥市是安徽省省会城市,自改革开放以来,城市热岛效应日趋显著。定量分析合肥市热岛效应的时空演变特征,可以为合理规划城市建设,进一步缓解和控制城市热岛提供科学依据。该文基于landset遥感数据,运用覃志豪单窗算法,反演合肥市地表温度,利用均值-标准差方法进行地表温度区划分热岛区,定性地描述热岛区的扩展方向和程度。结果表明:合肥市存在城市热岛效应,1995—2010年间城市热岛效应不断增强,城市热岛主要集中在老城区以及各辖区中心人口、工业集聚的地区。     

基于Landsat影像的西宁市主城区热岛效应分析

利用西宁市主城区1987、2001年和2013年3个时期的Landsat遥感影像反演出了不同时期的地表温度,并对地表温度进行归一化处理后得到相应时期的热岛等级分布图。结果表明,西宁市城区的热岛效应呈先减弱后增强的态势,热岛区分布逐渐集中,主要分布在城市边缘未利用地、主城区中商业区、工业区以及城市交通线路周围;热岛效应的范围在扩展,其分布与建成区的扩展范围在空间上基本相吻合,但是强度有小幅减弱;热岛效应与植被覆盖度呈负相关,植被覆盖度每增加10%,地表温度下降约1.23℃;建设用地及未利用地的均温最高,而水体及有植被覆盖区域均温较低;绿色植被和水体有缓解热岛效应的作用,而因建成区的扩大有大规模的不透水面是热岛效应加剧的主要原因;气候和天气因素也对热岛效应有一定的影响。     

常德市近15年热岛效应变化及分析

以常德市规划区为研究区,利用2003年、2008年、2013年、2017年及2018年5景遥感影像数据,提取植被覆盖度及建筑指数,反演其地表温度,并评价热岛强度。结果表明,城市地表温度与建筑指数、植被覆盖度具有相关性,分别呈正相关和负相关;常德市热岛效应显著,2003—2013年热岛强度比例指数由0.222升高为0.245,热岛面积增加14.035km~2;2013—2018年热岛比例指数下降为0.221,热岛面积减少19.466km~2;在2013—2018年期间,海绵城市的试点建设区域热岛格局有破碎状趋势,说明建设海绵城市对热岛效应具有一定的缓解作用。     

基于RS的武汉市夏季热岛效应与土地覆盖关系的研究

本文以武汉三镇为研究对象,利用2009年夏季Landsat TM主要遥感数据源,进行地表温度反演和土地覆盖解译,计算了武汉市城市建筑指数NDBI、归一化植被指数NDVI;并利用NDVI计算地表比辐射率,并使用单窗算法精确反演得到了武汉市2009年夏季地表温度LST。研究结果表明:武汉城市热岛由武昌、汉口、汉阳三大城区热岛构成,且三镇交界区存在多数热岛效应更为严重的"岛中岛",以汉口区中心商业区最为集中;进一步对植被覆盖区和建筑区温度及NDVI、NDBI相关性研究表明,武汉市不同土地覆盖类型有较大差异,LST与NDBI指数成正相关性,且相关系数建筑用地植被水体;LST与陆地表面NDVI指数成负相关性,且相关系数城市用地植被,与水体NDVI指数成正相关性。     

延安市地表热环境与下垫面指数的关系研究

针对黄土高原地区地表温度变化与下垫面的关系问题,以延安市为例,获取延安市2010、2015、2020年遥感影像图,借助ArcGIS和SPSS软件,分析2010-2020年延安市地表温度的时空变化以及热岛分布状况,并对地表温度与归一化植被指数(NDVI)、归一化水汽指数(NDMI)和归一化建筑指数(NDBI)之间的相关关系进行定量分析。结果表明,1）2010-2020年延安市的高温区面积总体呈先升后降的变化趋势,分布呈小区域集中到整体范围的斑点状均匀分布特点且具有沿黄河一级支流延河以及二级支流洛河下游分布的趋势。中温区的面积显著增加,低温区面积占比减少,次中温区无显著变化;2）通过相关性分析表明地表温度与植被指数、水汽指数呈负相关关系,与建筑指数呈正相关关系。植被指数每上升0.1,将产生1.1~2.0 ℃的地表降温作用,水汽指数每上升0.1,将产生2.8~4.1 ℃的地表降温作用,建筑指数每上升0.1,将产生1.4~2.3 ℃的地表升温作用;3）延安市下垫面覆盖类型的地表温度呈现为林地<水<草地<耕地<建设用地,因此增加林地面积能够有效降低研究区热岛程度。     

下垫面覆盖类型变化对城市热岛的影响

目的快速发展的城市化进程改变了下垫面的性质和结构，从而影响了城市的热量平衡，导致城市热岛效应蔓延。研究城市下垫面变化及其对城市热岛的影响，对缓解城市热环境、减少社会经济损失有重要意义。方法本文利用2002—2017年北京市朝阳区Landsat系列遥感影像计算研究区域归一化植被指数（NDVI）变化，并基于大气校正法利用Landsat热红外波段进行地表温度（LST）反演，进一步对所获地表温度进行归一化处理；同时利用2002—2017年北京市朝阳区谷歌全色卫星影像，基于DeepLabv3 + 网络利用深度学习对朝阳区下垫面分类并分析其动态变化。结果（1）朝阳区15年间平均地表温度呈上升趋势，城市热岛逐年加剧；至2017年，区内不再存在单一热岛中心，而转为复杂的镶嵌式结构、多中心分布。（2）15年间不透水面面积共减少71.02 km2，降幅20.98%；水域面积共减少2.53 km2，降幅24.12%；植被面积共增加73.54 km2，增幅56.57%。（3）对地表温度与下垫面类型动态变化相关性进行分析表明，地表温度与不透水面面积呈正相关，与植被面积呈负相关关系。（4）从总量来看，2012—2017年朝阳区与城市热岛效应成负相关关系的植被与水域面积总量增加明显，但城市热岛效应不降反增。结论植被和水域对城市热岛效应的缓解作用在用地强度、建筑密度和人类活动不断增长的前提下逐渐变得有限。在现有城市发展模式下，朝阳区地表温度将继续上升，城市热岛进一步加剧。      

植被对城市热岛效应影响的研究进展

热岛效应导致城市人居热环境恶化，并造成能源的巨大消耗，如何有效缓解热岛效应已成为迫切需要解决的问题。植被可以通过遮蔽长短波辐射和蒸腾等作用起到降低气温、增加湿度的效果，因此，城市绿化已成为一种缓解热岛效应的重要技术手段。为继续推动植被对城市热岛效应影响的研究，分别从研究现状、研究内容和研究方法、存在问题与展望等方面对国内外的相关研究进行梳理与综述。首先从城市热岛效应的研究起源、观测方式等角度梳理了国内外的研究进展。在此基础上，进一步分析了植被对城市气温的调节机理，并分别从植被垂直结构、水平结构、冠层结构等空间结构视角与植被遥感指数视角，进一步对植被的降温效应机理进行了综述。其中，植被冠层结构包含叶面积指数、冠幅、郁闭度、绿量等参数，遥感指数包含归一化植被指数、植被覆盖度、绿度植被指数等参数。除对国内外的研究现状进行综述外，还总结了目前绿地降温效应研究中的主要问题，并在未来研究方向等方面提出建议，为后续研究提供借鉴和参考。     

基于RS的徐州市地表温度与植被指数关系研究

以Landsat TM影像为数据源研究徐州市市区地表温度与植被指数的关系。研究表明,徐州市的地表温度存在明显的中心城区高、郊区低的热岛效应。而徐州市的归一化植被指数则表现为城市中心区总体偏小,植被覆盖较低。除水体外,植被指数与地表温度有明显的负相关关系。植被覆盖越高,地表温度越低,反之,则地表温度越高。     

热岛效应与地表参数的相关性分析及水体对热岛的影响研究

利用2002年7月11日的ETM+数据,经辐射定标、6S大气校正、比辐射率的估算,用单窗算法对合肥市进行了地表温度的反演,并进行土地分类。在此基础上对合肥市进行了热岛研究,分析了地表温度和地表特征参数的相关性,同时探讨了城市河流对城市热岛的影响。结果表明,植被指数对地温的解释程度最好,并表明河流水体对城市热岛有一定的减缓效应。     

探讨合肥市绿地景观结构特点及其降温效应

以我国中东部城市合肥市为研究对象,选取了具有代表性的景观区域为研究范围,根据城市气候调查和小气候观测,应用景观生态学的相关理论,探讨城市绿地案观结构、城市热岛的特点以及二者关系。对热岛强度和影响城市温度的温室气体CO2等的观测表明,合肥的热岛强度和热岛中心均随季节变化而变化。争季热岛中心位于市中心,夏季热岛中心分裂为3个,分别位于绿化程度低的地区。热岛强度的日变化出现两个峰值,分别为8：00、16：00。接着分析合肥市中部、东部、西部和北部等温线。最后与城市园林研究的特点相结合,研究绿地景观的降温效应,对合肥市城市绿地生态建设提出了建议。     

北京景观格局及其热环境效应变化研究

用北京市1992、2000、2010年3期土地利用数据,计算分析分离度指数、聚集度、景观形状指数的变化,使用TM/E TM＋的热红外波段数据反演北京市的地表温度,分析北京市区热效应的时空变化规律,并以2010年为例,分析景观格局指数、植被归一化指数与地表温度的关系。结果显示：1992-2010年北京市地表温度升高,且城市热岛范围增大;景观形状指数与分离度指数能很好地反映本区域地表温度,分离度指数、景观形状指数、植被指数与地表温度呈负相关关系。