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     

京沪穗三地近十年夜间热力景观格局演变对比研究

城市热环境是城市生态环境的重要方面,它与城市气候、城市生态、城市灾害有着重要的联系.以北京、上海、广州三地为研究区,选取近10年MODIS的夜晚地表温度(LST)产品MOD11A2,分别采用质心迁移、景观格局指数、空间自相关方法研究京沪穗三地近10年的不同等级热力景观质心迁移演变、格局变迁和空间集聚特征.主要结论为:三地热力景观随郊区向市中心趋近,体现了由低温区、次中温区向中温区、次高温区、高温区过渡的趋势;三地的中温区所占比例最大,城市热力景观破碎度三地中上海市最高,5种热力景观比较,次中温区和高温区的破碎度最高;城市热力景观离散度三地中北京市最高,低温区和高温区的离散度较高.热环境空间自相关分析表明三地均以高温-高温区,低温-低温区集聚为主,北京、广州高温-高温区分布于南部,且集中成片分布,而上海市高温-高温区分布比较离散,相对较为复杂.从分布面积来说,10a中北京、上海表现为先减少后增加,而广州则持续减少.总体而言北京热环境恶化,而广州、上海热环境有所好转.     

石家庄市主城区下垫面类型和热环境时空演变及其相互关系

利用1987、2004、2019年Landsat 5 TM/Landsat 8 OLI-TIRS遥感数据,运用RS、GIS、景观生态学和统计分析等方法,分析石家庄市主城区下垫面类型和热环境时空演变及其相互关系。结果表明,绿地和不透水地表是主要的下垫面类型,随着城市化的发展,绿地面积逐渐减少,不透水地表面积逐渐增加,2004—2019年比1987—2004年城市扩张速度快;重心转移模型显示城区向东北发展,而热岛区向东南发展,滹沱河的蓄水和绿化工程阻断了热岛区向东北蔓延;较低的地表温度(LST)与绿地和水体分布一致,较高的LST与不透水地表分布一致,绿地和水体景观占比(PLAND)每增加10%,平均LST分别降低0.69℃和0.93℃;不透水地表PLAND每增加10%,平均LST升高0.75℃,水体的降温效果高于绿地;4种下垫面类型的平均LST与PLAND、最大斑块指数(LPI)和聚集度指数(AI)均表现出一致的极显著相关关系,绿地和水体为负相关,不透水地表为正相关,景观占比、斑块大小和聚集程度对LST有较大影响;下垫面类型和结构是造成热环境空间分布差异的主要原因。     

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。     

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。     

福建省重点生态公益林区顺昌县景观格局变化分析

基于5期Landsat TM/ETM遥感影像数据,借助ENVI和FRAGSTATS软件分别对遥感影像进行处理及景观格局指数的计算,探究福建省重点生态公益林区顺昌县1995—2015年20年间的景观格局变化.结果表明:2000年顺昌县开发强度最大,景观最为破碎;2010年景观连通性最好.LSP指数整体呈"M"型曲线变化,2000年和2010年斑块类型最为复杂.1995—2015年间,顺昌县CONTAG指数呈"√"型曲线变化趋势,景观中斑块类型的聚集程度在2015年达到最大值.从SHDI指数上看,1995—2000年间,顺昌县景观系统的结构最为复杂;2000年后,该县景观结构逐渐变得简单.     

杨凌城市绿地信息及景观格局动态变化研究

以陕西省杨凌示范区为研究对象,基于Landsat5 TM和Landsat8 OLI遥感影像对该区2000、2010和2019年的3期数据采用最大似然法进行监督分类,并以分类结果为依据对该区各景观斑块类型、绿地分布信息进行动态研究分析。使用Fragstats4.2软件计算出杨凌示范区3期景观格局指数（香农多样性指数、香农均匀度指数、形状指数、聚集度指数、破碎度指数）。结果表明:1）最大似然分类法分类精度高,效果好,3期数据的总体分类精度均达到90%以上,满足进一步研究的需求;2）2000-2019年耕地面积逐年减少,绿地和建筑面积逐年增加,水体和裸地面积变化趋势平稳但总体有所减少;3）2000-2019年景观格局由单一趋于多样,由匀质趋于异质,由整体趋于破碎。杨凌示范区景观总体取得了优化,但问题仍然存在。该研究分析了杨凌区绿地信息及城市景观空间格局的动态演变情况及其驱动力,并提出发展对策。     

基于Landsat-8 OLI/TIRS影像的长沙市城市热环境效应研究

基于长沙市2016年7月23日的Landsat8 OLI/TIRS数据,利用覃志豪单窗算法反演地表温度,分析了长沙市城市热环境空间分布特征以及主要地表生态环境参数与城市热环境效应的关系。结果表明,(1)长沙市主城区地表温度均较高,高温区域主要分布在建筑用地密集、功能单一以及周边植被覆盖少的地区;(2)长沙市热岛区范围与城市建成区范围基本一致,构成热岛区面积较大的特高温区和高温区主要分布在中心城区和长沙县,城市热岛比例指数达0.712,反映出城市热环境形势较为严峻;(3)建筑用地对地表起着升温的作用,植被则相反,且前者升温效果明显强于后者的降温效果。长沙市在未来的城市规划中应在控制建筑用地扩张的同时增加植被覆盖,这样才能有效缓解城市热岛效应。     

黄河首曲玛曲县高寒草地沙化景观动态研究

基于1994年、2001年和2008年Landsat TM遥感影像,通过选取斑块密度、分离度、分布重心和扩展度等景观格局指数,从景观水平上研究了黄河首曲玛曲县沙化土地景观空间分布格局特征的动态变化过程。结果表明:(1)1994-2008年间,研究区沙化总面积呈持续增加的态势,黄河河岸沙化是研究区域内沙化扩展速度最快沙化类型;(2)1994年、2001年和2008年3个时段内,研究区各类沙化土地斑块密度和斑块分离度指数均呈逐年递减的趋势,区域沙化景观稳定性逐步加强;(3)由于研究区西北部黄河河岸沙化土的扩张,玛曲县沙化土地景观重心逐步向西北方向移动。     

基于“源-汇”理论的海口城市景观格局与热岛效应响应机制

城市化引起的土地利用/覆被变化加剧了热环境恶化。以2000、2005、2010、2015年和2018年5期Landsat遥感影像为数据源，选择热场变异指数、汇源景观贡献度和景观效应指数，分析海口陆域在城乡梯度上的源汇景观格局对城市热环境的贡献及其生态效应。结果表明:1）热岛梯度演变集中于西海岸、中心城区和江东新区等区域。2）不同汇源景观的平均热场变异指数不同，呈裸地>人工表面>源景观>灌木草地>农田>汇景观>林地>水体的规律。3）源、汇景观在中心城区对热岛贡献值最大，沿着梯度方向对热岛贡献度逐渐降低；随着城镇不断扩张，在城乡梯度方向汇区比例不断增大、源区比例不断减小，导致了热岛的空间转移与扩散。4）景观效应指数在中心城区段（T1～T7）沿城乡梯度快速递减且促进热岛比例大；在郊区段（T8～T21）波动上升且缓解热岛比例大。由此，提出基于区域景观系统理论的热岛缓解策略。     

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。     

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。     

福州市土地利用景观格局动态分析

在GIS和Fragstats的软件技术支持下,以1988年和2008年福州市两期的土地利用图为数据源,对福州市的土地利用类型及其景观格局指数进行统计分析。结果表明,20年来福州地区的土地利用景观类型以耕地、林地和建设用地为主,土地利用变化主要是耕地、林地和水体转化为建设用地。斑块数量和斑块密度增加,景观破碎化程度加剧,多样性指数上升,优势度下降,景观格局趋于均质稳定化。斑块聚集度下降,向离散化方向发展,景观蔓延度也降低,进而反映了人为活动对土地利用变化的影响。     

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。     

苏州环太湖地区土地利用景观格局变迁分析

基于遥感和GIS技术研究城市化过程中的土地利用及景观格局变迁,深入理解变化的内在动力机制,是满足区域人地协调发展的需要。以苏州环太湖地区为例,采用1986、1998、2003年TM数据,通过解译获得土地利用格局变化信息,进而对太湖生态保护岸线进行缓冲区分析,计算最大斑块所占面积比例(LPI)、斑块数量(NP)、斑块密度(PD)、面积斑块分形指数(FRAC_MN)、香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)、蔓延度指数(CONTAG)7种景观指数,分析土地利用及景观格局变迁,为区域规划调控提供依据。结果表明:建设用地和耕地是区内主要的用地类型,其面积比例普遍超过60%,建设用地在不断增加,并且1998年以后增加的幅度变大;景观总体格局遭到破坏,建设用地增加所导致的最大斑块面积比例不断上升,斑块数量减少,斑块密度下降,景观均匀度降低。     

基于RS和GIS技术的京郊西北地区土地利用变化的景观过程响应

应用遥感与地理信息系统技术,对3期TM影像(19891、996、2005)进行解译判读,获取北京西北地区的土地利用数据.同时应用土地利用时空演变模型、土地利用动态度模型和景观生态学方法,从景观格局的角度定量分析1989—2005年间区域景观过程对土地利用变化的响应.结果表明:近16年来耕地、沙荒地和未利用地的面积明显减少,而城市及建筑用地和林地的面积在连续增加;各景观组分间的转移过程频繁,其中耕地斑块向城市及建筑用地斑块的转移数量最大,沙荒地向林地的转变最为明显;1989—1996年间的综合土地利用动态变化率较1996—2005年间的大,变化集中表现在西北城郊过渡区域;各景观类型的平均斑块形状趋于简单,景观多样性、均匀度指数和破碎度指数呈现增加趋势,而优势度指数在逐渐减小;城市及建筑用地的不断扩张,林地景观平均斑块面积持续减小,并呈现破碎化,是土地利用变化的景观生态过程响应.要实现区域土地资源的可持续发展和景观生态功能的良性发挥,须注重土地利用格局优化,维护景观生态过程与格局的连续性.     

合肥市城市森林格局动态变化研究

利用RS和GIS的空间分析技术,结合4个时期的Landsat TM遥感影像,对比分析了合肥市1989年、1995年、2003年和2007年城市森林景观格局变化过程和特征.结果表明,城市森林面积由1989年的5532.66 hm2下降到2003年的4218.12 hm2,2003年后城市森林面积虽有所增加,但还没有恢复到1989年的水平.城市森林斑块数和斑块密度增加, 斑块形状指数和斑块边界密度变大,表明斑块的形状更加不规则,趋于复杂.18年间城市森林景观破碎度增大,聚集度指数减小,说明景观类型分布趋于分散,受人为干扰影响较大.今后的城市森林建设应结合城市改造在中心城区适当增加城市森林斑块,尽量增加城市森林面积.     

闽江口琅岐岛景观空间结构特征分析

基于RS和GIS技术,运用景观生态学原理,选取最大斑块指数、景观形状指数、边界密度、斑块分维数、破碎度指数、景观多样性指数、优势度指数、均匀度指数等指标,分析了闽江口琅岐岛景观空间分布和空间结构特征,探讨了该地区人类活动与景观结构之间的关系.结果表明:琅岐岛区域整体空间构架表现为环带组合形式;在景观要素上,农业景观共有5203.89 hm2,占总面积的78%,是该区的本底,在控制景观整体结构、功能和动态过程中起主导作用;林地具有最大的斑块面积,耕地景观要素边界密度最大,破碎化程度较高;景观多样性指数为1.5745,景观优势度和均匀度数据表明少数景观要素控制着整个景观;该区景观整体破碎度为0.0035,其景观整体较为完整,无明显破碎化现象.     

马鞍山市区山森林热场效应及缓解城市热岛的作用

应用2010年7月的卫星遥感影像为数据源,运用GIS技术将该影像进行亮温反演和温度分级,以分析研究马鞍山市建成区山林对城市热岛效应的影响。结果表明,马鞍山市建成区热岛效应显著,中温区面积最大,占总面积的56.64%。城市山林均位于中温区,山林斑块的热场效应有一定的辐射范围,其降温效应与据斑块的距离呈负相关关系,其辐射范围与斑块面积、斑块的周边长、拥有的生物总量呈正相关,与斑块的形状无关,相关模型为y=﹣444.961 51-6.148 90 x1+0.058 90 x2+484.280 66 x3+0.013 81 x4,影响程度为生物量>斑块面积>斑块周长。研究区9座山林面积为5.7 km2,其热场效应的辐射距离最大达1 160 m,总面积达30.16 km2,占研究区总面积的45.0%,城市森林斑块缓解城市热岛效应的作用显著。因此,提高城市森林斑块的生物量、增加斑块面积可有效地缓解城市热岛效应。