發(fā)布時間：2017-10-21 20:37

  本文關(guān)鍵詞：水體對城市熱環(huán)境影響的遙感和模擬分析

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【摘要】：近年來,我國大量城市化及城市發(fā)展的迅速程度都使得市區(qū)內(nèi)的環(huán)境有了明顯改變,加劇了城市氣候的惡化程度。在已有的各類城市下墊面中,水體對于緩解城市熱氣候、提高城市熱舒適度方面無疑有著舉足輕重的作用。基于以上形勢,本文開展了以下幾個方面的研究:首先,將相關(guān)研究現(xiàn)狀進行梳理、總結(jié)與對比,確定本文從宏觀、中尺度角度,以廣東省佛山市南海區(qū)為例,利用熱紅外遙感及模擬技術(shù)研究濕熱地區(qū)水域?qū)岘h(huán)境的影響。其次,結(jié)合衛(wèi)星地圖及熱紅外遙感影像,對佛山市南海區(qū)5處主要水體進行現(xiàn)場實地調(diào)研,提煉出可用于后續(xù)分析的影響因子,為準(zhǔn)確評價及衡量該地區(qū)水體對熱環(huán)境的影響程度奠定基礎(chǔ)。然后,采用熱紅外遙感技術(shù)、以ArcGIS及ENVI軟件為平臺,分析20年間水體改善熱環(huán)境的程度變化、水體與園林用地兩種典型冷源下墊面的影響程度的對比、水體的各影響因素與其自身溫度以及對周圍下墊面的影響程度、水體在冬、夏兩季對城市各種類型下墊面溫度的改善范圍與程度的差異,并提煉5處不同類型水體及其周邊下墊面類型占比以驗證南海區(qū)水體改善城市熱環(huán)境的定量關(guān)系。最后,筆者采用熱環(huán)境模擬考察在靜風(fēng)條件下水體與周邊城市下墊面的熱力環(huán)流性質(zhì)及水體的影響范圍,并與遙感結(jié)果進行對照,進而從理論層面上解釋佛山市南海區(qū)水體對熱環(huán)境的改善現(xiàn)象。由以上研究可以得知,濕熱地區(qū)水體對熱環(huán)境的改善程度隨熱島強度的逐年增大有增強的趨勢;且改善作用明顯強于綠地對其的改善;水體長度、寬度、面積及水深因子與自身溫度呈明顯的負(fù)相關(guān)性,且水體長度、寬度、面積因子具有明顯的冷溢出效應(yīng),最大影響范圍及程度依次為1.71℃、300m;1.83℃、350m及2.84℃、250m,水體在該地區(qū)的冬季及夏季均有降溫作用,影響程度在夏季較強,冬季明顯減弱;水體對不同建設(shè)用地的影響程度不同,其中商業(yè)用地的降溫幅值最大,最大溫降值可達1.19℃,而降溫范圍最大的為居住用地,其最大冷溢出范圍可達200m。采用理論解釋及模擬結(jié)果驗證,相應(yīng)的影響范圍及程度與遙感結(jié)果相符。最大限度地利用水體,對城市熱環(huán)境的改善大有裨益。
【關(guān)鍵詞】：水域 城市熱環(huán)境 ArcGIS ENVI 冷溢出
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P407;P461.5;X16
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 課題背景及選題意義11-12
• 1.1.1 課題的背景11-12
• 1.1.2 選題意義12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 水體自身傳熱機理的基礎(chǔ)理論研究13-14
• 1.2.2 水體對局地?zé)釟夂蛴绊懙膶崪y研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 水體對局地?zé)釟夂蛴绊懙臄?shù)值模擬研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 相關(guān)工作的未盡之處17
• 1.4 本文主要工作17-21
• 1.4.1 研究范圍的界定17-18
• 1.4.2 研究對象的界定18
• 1.4.3 研究方法18-19
• 1.4.4 研究內(nèi)容及框架19-21
• 1.5 本章小結(jié)21-22
• 第二章 佛山市南海區(qū)水域現(xiàn)場調(diào)研22-31
• 2.1 南海區(qū)位及氣象條件簡介22-23
• 2.2 調(diào)研范圍及對象23-27
• 2.3 調(diào)研結(jié)果27-30
• 2.3.1 水體下墊面的自身屬性27-28
• 2.3.2 水體周邊的建設(shè)用地類型28-29
• 2.3.3 水體與周邊下墊面的類型匹配29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 基于遙感的水體改善城市熱環(huán)境的定量分析31-66
• 3.1 數(shù)據(jù)的選取與地表溫度的反演31-34
• 3.1.1 TM遙感影像的獲取及輻射定標(biāo)31-32
• 3.1.2 地表比輻射率（ε）的計算32-33
• 3.1.3 地表真實溫度的計算33-34
• 3.2 采用ENVI對遙感圖像進行監(jiān)督分類34-38
• 3.3 不同年代水體對熱環(huán)境的降溫效果對比研究38-41
• 3.4 城市尺度水體的整體降溫效果及優(yōu)勢41-43
• 3.5 水體與園林用地的降溫效果對比分析43
• 3.6 水體的影響因子與自身溫度的相關(guān)性43-47
• 3.6.1 水體形狀指數(shù)43-44
• 3.6.2 水體面積44-45
• 3.6.3 水體長度45
• 3.6.4 水體寬度45-46
• 3.6.5 水體寬度/形狀指數(shù)46
• 3.6.6 水體深度46-47
• 3.7 水體的影響因子與城市下墊面溫降的相關(guān)性47-51
• 3.7.1 水體面積的冷溢出效應(yīng)分析48-49
• 3.7.2 水體長度的冷溢出效應(yīng)分析49-50
• 3.7.3 水體寬度的冷溢出效應(yīng)分析50-51
• 3.8 水體在冬夏兩季的冷溢出效應(yīng)對城市熱環(huán)境影響的空間規(guī)律51-61
• 3.8.1 水體的冷溢出效應(yīng)整體研究51-53
• 3.8.2 水體對建設(shè)用地的冷溢出效應(yīng)分析53-55
• 3.8.3 水體對居住用地冷溢出效應(yīng)分析55-56
• 3.8.4 水體對工業(yè)用地冷溢出效應(yīng)分析56-57
• 3.8.5 水體對商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地冷溢出效應(yīng)分析57-58
• 3.8.6 水體對物流倉儲用地冷溢出效應(yīng)分析58-59
• 3.8.7 水體對公共管理與服務(wù)用地冷溢出效應(yīng)分析59-60
• 3.8.8 各類建設(shè)用地冷溢出匯總表60-61
• 3.9 南海區(qū)五處水體樣本的提取與分析61-65
• 3.10 本章小結(jié)65-66
• 第四章 水體降溫機理的模擬研究66-81
• 4.1 城市尺度水體的氣象效應(yīng)機理簡述66-68
• 4.1.1 水體的降溫機理分析66-67
• 4.1.2 水體的增濕機理分析67
• 4.1.3 水體對風(fēng)速的影響機理分析67-68
• 4.2 PHOENICS軟件簡介68
• 4.3 模型及邊界條件的設(shè)置68-70
• 4.3.1 基準(zhǔn)模型的建立68-69
• 4.3.2 邊界條件的設(shè)定69-70
• 4.4 基于下墊面溫差的靜力環(huán)流模擬結(jié)果及分析70-79
• 4.5 模擬與遙感的冷溢出范圍對照及差異分析79-80
• 4.6 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論與展望81-83
• 參考文獻83-86
• 附錄1 水體因子對周邊影響程度分析表86-89
• 附錄2 五條水體的溫度與周邊用地占比的分析表89-93
• 附錄3 ENVI反演地表溫度的步驟93-95
• 附錄4 ENVI反演水體深度的步驟95-96
• 附錄5 模擬分析的邊界條件設(shè)置96-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果97-98
• 致謝98-99
• 附件99

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本文編號：1075165