城市是人類高度聚集的區(qū)域,其可持續(xù)發(fā)展既依賴于社會經(jīng)濟的繁榮,又受到生態(tài)環(huán)境的制約。我國城市化的過程前所未有而且會繼續(xù)推進,及時獲取、分析城市范圍和形態(tài)等變化對城市規(guī)劃、建設(shè)管理具有重要作用。城市建設(shè)和發(fā)展中日益重視“亮燈工程”,改變了城市夜光格局。但現(xiàn)有的城市夜光布局沒有充分關(guān)注和滿足城市不同功能區(qū)差異化的夜光需求,存在夜光供需不匹配的現(xiàn)象,既浪費能源,又對城市鳥類棲息地帶來負面影響。因此,準確、快速地獲取城市內(nèi)夜光格局并分析其對鳥類棲息地的影響對優(yōu)化城市夜光布局和保護城市生態(tài)環(huán)境具有重要意義。本文以杭州市為研究區(qū),以夜光遙感數(shù)據(jù)為主,結(jié)合其他遙感數(shù)據(jù)和騰訊宜出行數(shù)據(jù)構(gòu)建方法和分析體系,針對城市邊界提取與時空動態(tài)變化、城市夜光供需格局及對鳥類棲息地影響進行深入探究。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)基于夜光數(shù)據(jù)和Landsat系列數(shù)據(jù)的城市邊界提取本研究綜合傳統(tǒng)光學(xué)遙感和夜光數(shù)據(jù)的優(yōu)勢,提出一種快速、有效的城市邊界提取方法。一方面解決傳統(tǒng)光學(xué)遙感數(shù)據(jù)提取城市邊界的不連續(xù)問題,另一方面提高了基于夜光數(shù)據(jù)提取城市邊界的精度。通過構(gòu)建VANUI夜光指數(shù),建立同心圈模型搜索方式確定粗略的城市范圍...

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 城市邊界研究概況
        1.2.2 夜光格局研究概況
        1.2.3 夜光對鳥類棲息地影響研究概況
        1.2.4 現(xiàn)有研究的不足
    1.3 選題依據(jù)和目標
    1.4 研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 論文組織架構(gòu)和安排
        1.4.3 技術(shù)路線
2 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)資料
    2.1 研究區(qū)概況
    2.2 夜光遙感數(shù)據(jù)
        2.2.1 DMSP/OLSgrc夜光數(shù)據(jù)
        2.2.2 NPP-VIIRS月合成夜光數(shù)據(jù)
        2.2.3 Luojia1-01 夜光數(shù)據(jù)
        2.2.4 Jilin1-03B高空間分辨率夜光數(shù)據(jù)
    2.3 Landsat系列數(shù)據(jù)
    2.4 高分1號和高分2號數(shù)據(jù)
    2.5 其他輔助數(shù)據(jù)
        2.5.1 騰訊宜出行數(shù)據(jù)
        2.5.2 Open Street Map數(shù)據(jù)
        2.5.3 建筑物樓層數(shù)據(jù)
        2.5.4 杭州市土地利用數(shù)據(jù)
    2.6 本章小結(jié)
3 城市邊界提取和時空動態(tài)變化研究
    3.1 研究區(qū)域
    3.2 城市邊界提取與時空動態(tài)變化研究框架
    3.3 遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理
        3.3.1 Landsat系列數(shù)據(jù)預(yù)處理
        3.3.2 長時間序列夜光數(shù)據(jù)預(yù)處理
    3.4 城市邊界提取
        3.4.1 城市邊界提取方法
        3.4.2 2016年城市邊界結(jié)果
        3.4.3 精度評價和對比方法
    3.5 城市邊界時空動態(tài)變化分析
        3.5.1 城市邊界時空動態(tài)變化分析方法
        3.5.2 城市邊界時空動態(tài)變化分析結(jié)果
    3.6 討論
        3.6.1 同心圈模型搜索方式優(yōu)勢分析
        3.6.2 低估和高估區(qū)域的空間不連續(xù)性
        3.6.3 中值濾波的優(yōu)勢分析
        3.6.4 方法的適宜性分析
    3.7 本章小結(jié)
4 城市功能區(qū)夜光格局研究
    4.1 研究區(qū)域
    4.2 城市功能區(qū)夜光格局研究框架
    4.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理
        4.3.1 Luojia1-01 夜光數(shù)據(jù)預(yù)處理
        4.3.2 騰訊宜出行數(shù)據(jù)預(yù)處理
    4.4 街區(qū)尺度城市功能區(qū)生成
        4.4.1 基于空間形態(tài)學(xué)算法的街區(qū)生成方法
        4.4.2 街區(qū)尺度城市功能區(qū)結(jié)果
    4.5 街區(qū)尺度城市功能區(qū)夜光亮度格局研究
        4.5.1 探索性空間數(shù)據(jù)分析方法
        4.5.2 夜光亮度差異性評價方法
        4.5.3 夜光亮度熱點區(qū)結(jié)果
        4.5.4 不同城市功能區(qū)夜光亮度適宜性評價結(jié)果
    4.6 街區(qū)尺度城市功能區(qū)夜光供需格局研究
        4.6.1 雙變量空間聚類方法
        4.6.2 基于滑動窗口的歸一化互相關(guān)匹配算法
        4.6.3 城市功能區(qū)夜光供需空間分布及動態(tài)變化結(jié)果
        4.6.4 夜光供需空間匹配度結(jié)果
        4.6.5 野外調(diào)查與驗證
    4.7 討論
        4.7.1 城市功能區(qū)夜光供需類型的差異性分析
        4.7.2 城市夜光格局存在問題及其負面影響
        4.7.3 城市“亮燈工程”建議
        4.7.4 研究存在的不足
    4.8 本章小結(jié)
5 城市夜光對鳥類棲息地影響研究
    5.1 研究區(qū)域和常見鳥類介紹
    5.2 城市夜光對鳥類棲息地影響研究框架
        5.2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理
        5.2.2 鳥類核心棲息地識別
        5.2.3 基于Circuitscape電流模型的鳥類功能連接度的模擬
        5.2.4 鳥類棲息地內(nèi)夜光空間分布評價方法
        5.2.5 被夜光影響的鳥類棲息地內(nèi)夜光供需評價方法
    5.3 結(jié)果
        5.3.1 鳥類棲息地(CHNs和 HPCs)的空間分布
        5.3.2 鳥類棲息地內(nèi)夜光分布空間特征
        5.3.3 被夜光影響鳥類棲息地內(nèi)夜光供需分析結(jié)果
        5.3.4 野外調(diào)查與驗證
    5.4 討論
        5.4.1 核心棲息地和高概率廊道內(nèi)夜光空間差異
        5.4.2 夜光亮度和生物學(xué)效應(yīng)之間的劑量關(guān)系
        5.4.3 城市“綠化工程”和“亮燈工程”的建議
        5.4.4 研究存在的不足
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
攻讀博士期間完成的論文



本文編號：3760873