基于Landsat系列卫星的地表温度与植被覆盖度关系研究——以北京密云区为例

该文通过2016年的Landsat 8卫星数据,解译了北京密云区2016年的土地利用数据。通过2005、2016年的TM/TIRS的热红外波段和NDVI值反演了密云区的地表温度和植被覆盖度。结果显示:2005—2016年,密云区地表温度升高,城市热岛效应明显;植被覆盖度与地表温度呈负相关关系,植被覆盖度越低,人工表面聚集度指数与分离度指数越高,地表温度会越高,而植被覆盖度越高、人工表面分离度越高,越能够缓解热岛效应。     

基于Fragstats软件和TM影像的海南天然草地景观格局分析

为研究海南天然草地景观格局,利用ArcGIS 9.3软件对试验区天然草地TM影像进行解译,得到试验区天然草地类型矢量数据,在ArcView 3.3软件环境下将数量数据转换为栅格数据。选择最大斑块指数、斑块平均面积指数、边缘密度、形状指数、香农多样性指数、香农均匀度指数、破碎度指数、优势度指数、分离度指数9项景观格局指数,在Fragstats 3.3和Excle 2007软件环境下进行计算并分析,结果表明:天然草地景观图斑形状较为简单、破碎化程度较高,景观多样性较为丰富,景观指数间表现出较高的相关性。     

珠江口两岸城市景观格局变化差异化分析

采用Landsat-5 TM（1988、1995、1998年）与Landsat-7 ETM（2002年）遥感影像数据,将遥感影像数据、土地利用图和DEM等数据统一到同一坐标系和投影下,在ArcView软件环境下,将所有数据统一栅格化为30 m×30 m的GRID数据。通过Fragstats软件计算景观格局指数,选用研究区平均面积、斑块密度、景观分离度、边界密度、形状指数、分维数、聚集度、多样性、均匀度指数,对不同时期的土地利用景观格局及演变进行分析,揭示珠江口两岸景观格局的时空变化的差异化。     

合肥市地表温度反演及热力景观格局动态变化研究

以合肥市为研究区,使用Landsat ETM+、Landsat TM遥感数据以及相关的统计年鉴、气象数据,采用单窗算法对研究区地表温度进行反演,得出合肥市地表温度分布图,并对地表温度数据行标准化处理,划分热力景观类型,得到多年的热力景观类型分布图。结合景观生态学方法对景观分类图进行景观指数计算及分析,研究合肥市热力景观格局动态演变过程。结果表明,合肥市1999年、2002年、2006年和2010年都存在明显的热岛效应现象;从2002年到2010年,热岛区域在1999的基础上逐渐扩张,2010年热岛强度整体上有所降低,高温区域比较分散;在斑块类型水平上,中温区、次高温区和高温区的斑块面积比的比重逐年增加,1999年、2002年和2006年低温区为优势热力景观类型,到了2010年则变为中温区;在景观水平上,最大斑块指数逐年减小,研究区域景观不再由少数热力景观类型所控制,simpson多样性指数和均匀性指数逐年增大,热力景观异质性增加;城市化发展等人为因素是热力景观格局演变的主要驱动力。     

成都市小区景观格局的热环境影响研究

以2014年8月13日的GF-1遥感影像为主要数据源,获取了成都市典型城市小区的土地覆被数据以及相应的地表温度,从密度、形状、蔓延度和连接度分别提出类别水平的景观指数,分析了类别水平上城市小区景观格局与热环境的定量关系。结果表明,植被的斑块面积以及作为优势类型斑块占小区景观的面积百分比越大、植被斑块形状越复杂、边界连续性越好、分布越集中、连通性越高、破碎度越低时,有利于缓解城市小区热效应;水体斑块的形状越复杂,对小区的降温效果越明显;房屋建筑斑块破碎、形状复杂且分布密集,会使小区温度升高;相反,硬质地表斑块被分割得越小且分布分散,会使小区温度降低。因此,城市小区的设计中,应注意当小区由植被、房屋建筑与硬质地表3种土地覆被类型形成小区景观时,植被与房屋建筑斑块密集度增大,房屋建筑与硬质地表的斑块形状复杂度与房屋建筑斑块分布分散性增大,硬质地表景观百分比增加,小区热效应增强;植被与硬质地表斑块被分割程度增加,小区热环境效应减弱。     

城市湿地热环境调节功能的定量研究

以Landsat TM和MODIS多源遥感数据反演的城市地表温度和2007年北京湿地普查数据为基础,采用GIS空间分析技术和相关分析方法研究了城市湿地对城市热环境的调节能力并建立了定量模型。结果表明:1)由于湿地景观与城市其他下垫面的性质具有明显差异,湿地分布与城市低温区在空间分布上呈现出非常好的正相关。2)湿地调节指数可以较好地反映城市湿地对城市热环境调节能力的大小。分析其与湿地周长、面积、形状指数和内缘比等单元景观特征指数之间的相关性,发现城市湿地对周边区域的热环境调节能力主要取决于湿地的面积,且可以利用三次多项式来定量描述湿地热调节半径与湿地面积之间的关系。     

绿地格局对城市地表热环境的调节功能

城市绿地作为一种稀缺资源,为城市可持续发展提供多种生态服务功能保障.探讨如何在有限的土地资源内合理配置城市绿地,使其发挥最大的生态服务功能非常重要.研究基于北京市2002年7月的QuickBird数据和Landsat 7 ETM+数据分别提取城市绿地格局和地表温度,分析城市绿地格局(绿地面积、形状指数、邻接关系)与绿地地表温度及冷岛强度的相关关系.邻接关系包括邻接绿地斑块个数百分比和邻接绿地斑块面积百分比.邻接绿地斑块面积百分比采用缓冲区分析法,主要以乔木林地对地表热环境的调节作用为例.结果表明绿地格局参数对地表温度的影响相差较大:①城区主要的绿地类型(乔木林地、水体、草地)的温度都与其面积呈显著负相关,其中水体的相关系数最高;②只有乔木林地、水体的温度与其形状指数呈显著负相关,而灌木林地的温度与各个格局参数不相关;③乔木林地的缓冲区分析显示温度与其大小、形状、邻接绿地面积百分比关系都呈负相关,其中与邻接绿地面积百分比的相关关系最强,其冷岛强度也主要受邻接绿地面积百分比的影响.基于遥感识别的城市绿地微气候调节功能研究,有助于提高有限的城市绿地的生态服务功能,并可为城市绿地的规划管理和景观分析提供依据.     

郑州市景观格局演变对地表径流的影响

【目的】揭示郑州市景观格局与径流过程的相互关系，实现区域景观格局的可持续发展。【方法】以郑州市2000—2020年土地利用数据为数据集，利用景观指数计算、SCS-CN模型模拟、皮尔逊相关性分析等多学科方法，探究景观格局变化对地表径流的影响。【结果】1)2000—2020年郑州市土地转移主要发生在耕地、建设用地和林地之间，下垫面扰动使得景观斑块破碎、形状复杂化，景观格局聚集度增加、邻接性减弱。2)经过修正的SCS-CN模型能够较为准确模拟郑州市地表径流变化特征。研究期间地表径流不断增加，但增幅减小，其中2000—2010年、2010—2020年地表径流深度分别增加1.42、1.31 mm;径流变化空间分布差异显著，呈现“城镇周边增加，城区降低；东部增加，西南降低”的特征，径流量和空间分布受多种因素的影响。3)径流变化与LSI变化间呈显著正相关关系，与LPI、COHESION呈负相关关系，而与PD、FRAC＿AM的相关性呈波动变化，说明景观斑块破碎化程度越高、形状越复杂且各类型景观间的邻接性越低，径流量的增幅就越大，透水景观斑块之间越连通，越容易拦截径流。【结论】城市化造成的景观格局变化对...     

基于RS与GIS的城市化过程中农业用地景观格局变化研究

利用1988、1997和2002年3期的TM遥感影像数据和地理信息系统（GIS）技术得到广州市白云区农业用地景观变化图,计算各时期农业用地景观格局指数．通过比较分析,发现1988～2002年白云区农业用地景观面积急剧萎缩,主要向水体、城镇用地和开发用地转移,农业用地景观的斑块数、破碎度、分离度、形状指数趋于升高,斑块的平均面积和周长不断减少．采用逐步回归法对影响农业用地景观变化的内在因素进行了分析,结果表明农业用地景观类型的转化主要与高程、坡度、距城市中心距离、距城镇用地距离、距林地距离有关,其中以高程、距城镇用地距离、距城市中心距离影响最甚．     

基于景观格局指数的江汉平原土地利用覆盖时空变化分析

以江汉平原1993、1994、2010、2011年的TM/ETM+遥感影像为基础数据源,获取不同时期的土地利用/覆盖类型数据,并运用景观格局指数对江汉平原的土地利用/覆盖时空格局变化特征进行深入分析。结果表明:1994~2010年,耕地是江汉平原的优势景观,但其优势地位呈下降趋势,耕地、建设用地、园林地、河流湖泊的斑块数增多,斑块密度增大,耕地、河流湖泊、未利用地的斑块面积减少,建设用地、园林地和坑塘水面的斑块面积增多;江汉平原香农多样性指数、景观形状指数和破碎度指数上升,优势度指数降低,总体景观的多样性水平上升,破碎化程度和异质性增加,完整性和连通性遭到破坏。     

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。      

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。     

济南市城市植被与城市热环境的变化研究

城市化进程带来了城市热环境的恶化,植被作为城市生态环境的重要组成部分,对城市热环境的影响和调节具有重要作用。利用济南市TM/ETM+图像,通过反演地表温度(LST)和植被指数(NDVI),研究济南市的热环境和植被之间关系,以及城市热环境和NDVI的时空变化规律,得出了LST和NDVI是负相关关系;城市热岛范围逐渐扩大,尤其是向东和向南方向,且与济南市城市发展的时空方向一致;与2001年相比,2009年城市内部温度变化曲线趋于缓和,但不同地表类型之间的温度差值扩大;NDVI的变化特征与LST相反。     

海口市热力景观时空格局与分异特征

  目的  了解海口市热力景观的时空演变特征,缓解快速城市化引起的城市热环境问题。  方法  以2000、2005、2010、2015和2019年共5期Landsat遥感影像为数据源,采用单窗算法反演地表温度研究热环境时空演变;基于地理信息系统(GIS)平台,结合地统计学和景观格局指数法定量分析城市热岛时空分异特征。  结果  热岛强度等级面积曲线符合正态分布特征,其中较弱冷岛、弱冷岛和弱热岛斑块始终占主导格局;热岛等级中心集中区由西海岸分别向江东新区和西南老城方向扩散转移。温度剖面分析可知:中心城区始终是“高原”区,工业区、美兰机场区域多“高峰”值,大面积水域、林地处通常出现“谷”值。2000?2010年高温区扩张快,热岛斑块不断缩小,大型斑块逐渐分解,斑块形状愈加复杂,热岛效应不断增强;2010?2019年扩张慢,热岛斑块不断扩张,小版块逐渐连接成片,斑块形状变化趋于平稳,热岛效应不断减弱。研究期间,同类别热力斑块连通性始终较高。  结论  海口热力景观演变与城市不同发展阶段相对应,基于等级理论的热力景观格局指数分析,有助理解热力景观的时空演变趋势,为生态可持续城市发展规划提供理论依据。图7表3参20     

基于landsat8 oli数据的合肥市热岛时空特征分析

热岛效应是一种城市化进程中所产生的特有环境问题,是一个地区的气温高于周围地区的现象。为了揭示快速城市化地区热岛的时空变化特点,利用2014年的Landsat8 oli遥感数据,通过遥感算法反演合肥市地表温度,并对合肥市热岛分布及成因加以分析,同时分析了归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)与热岛分布的关系,以及城市下垫面对热岛效应的影响,并对城市热场进行生态评价分析。结果表明,合肥市四季均存在热岛现象,热岛强度表现为夏季最强,最高温度达57.86℃,秋季次之,春季、冬季较弱。春、夏、秋3个季节热岛多集中在主城区,冬季热岛多分布在乡镇及裸土区,城区热岛强度较弱。热岛效应多集中在不透水面和裸土区,城市冷岛多出现在水体位置。城市热岛分布与归一化植被指数呈负相关关系,与归一化建筑指数呈正相关关系。改进半径法可以较好区分城市建成区,建成区与郊区温度分布存在明显差异。     

北京市植被指数变化与影响因素分析

利用MODIS归一化植被指数(NDVI)数据分析了北京市2001—2010年植被覆盖的时空变化特征,并从气候因子和人类活动两个方面分析影响植被覆盖变化的因素。北京市近10年的植被覆盖变化大致可分为两个阶段:2001—2003年植被覆盖小幅度下降时期;2004—2010年植被覆盖上升时期。空间上植被覆盖变化则存在显著差异:怀柔、密云北部和延庆东北部的林地和部分草地,以及西南地区即门头沟和房山地区的林地植被覆盖显著提高;植被覆盖显著下降地区分布较为特殊,昌平、延庆、顺义、大兴和房山的东部地区,以海淀、朝阳、城市中心为圆心的外围向四周延伸。研究表明,植被覆盖变化是气候因素和人类活动共同作用的结果。北京市近10年气温和降水量总体都呈现增加趋势,分别以每10年0409 ℃和每年156 mm的速度增加,植被覆盖与降水的关系更为密切,月际水平的相关程度明显高于年际水平的相关程度。人类活动也是影响植被覆盖变化的重要因素,土地利用类型的改变、农业生产水平的提高以及植被建设的管理对植被覆盖都有不同程度的影响。      

基于Landsat ETM＋影像的城市热岛研究

采用Landsat ETM＋影像数据,分别利用MODTRAN4和FLAASH对热红外波段和可见光、近红外波段进行大气校正,采用Valor的植被指数混合模型估算地表比辐射率,以普朗克公式推算地表温度,并以长沙市为研究区,分析了不同地表覆盖类型以及NDVI与地表温度之间的关系。结果表明,不同地表覆盖类型的地表温度有着显著差异,城市地表温度与NDVI之间具有明显的负相关关系,增加城市的绿地面积有助于缓解城市热岛效应。     

近10年北京极端高温天气条件下的地表温度变化及其对城市化的响应

以北京市为研究区,利用2000年和2010年极端高温发生时MODIS卫星的地表温度（LST）产品数据,结合DMSP/OLS夜间灯光数据,应用差值、等温线、剖面分析等方法,分析了北京市近十年来极端高温发生时地表温度的时空变化特征及其对城市化的响应。研究结果表明：（1）近十年来,极端高温时的地表温度升高,高温区范围增加,城市功能拓展区与发展新区的高温区增加面积大于首都功能核心区与生态涵养区;（2）北京市城市化发展迅速,城市扩张对极端高温条件下的地表温度时空分布与变化趋势起着主导作用。