【摘要】：城市熱力景觀空間格局是人類活動與其周圍環(huán)境相互作用下在熱力場中的綜合表現(xiàn)[1]。地表熱力景觀是地表溫度以類自然景觀的方式表現(xiàn),在遙感影像上以像元為單位按相同、相似或在一定溫度范圍內劃分標準下的聚集斑塊。以熱力景觀方式研究地表溫度能夠更為直觀、量化地展現(xiàn)城市的不同地表類型對應下的溫度差異情況,為城市規(guī)劃、決策以及城市發(fā)展提供支持。城市熱力景觀的研究對于城市的氣候、城市生態(tài)環(huán)境以及城市人居環(huán)境有著深遠的意義。本文中,利用Landsat-8衛(wèi)星的OLI和TIRS數(shù)據,結合MODIS數(shù)據,采用劈窗算法對濟南市地表溫度進行反演。采用決策樹分類方法對OLI數(shù)據進行濟南市地表結構類型分類,分為植被、水體、裸地以及人工建筑四種地表結構類型。在分類的基礎上,以植被覆蓋度作為中間參數(shù),分別計算得出四種地表結構類型的比輻射率。由于缺乏大氣剖面資料,本文利用MODIS數(shù)據的第2和19波段計算大氣水汽含量,進而獲得大氣透過率。以上述的為基礎,采用劈窗算法,利用landsat-8數(shù)據TIRS兩個熱紅外波段,反演得到濟南市地表溫度。在地表溫度反演的基礎上,采用均值-方差的劃分方法,將濟南市地表溫度劃分為五類等級。每一等級對應一類熱力景觀,分別為高溫地表景觀、次高溫地表景觀、中溫地表景觀、次低溫地表景觀以及低溫地表景觀。為能夠客觀地、真實的反應濟南市地表溫度,選取了四期具有代表性的遙感影像進行反演地表溫度。在ENVI軟件、GIS軟件和Fragstats軟件的支持下,統(tǒng)計各類熱力景觀斑塊的面積、數(shù)量、周長、平均面積、平均周長和所占比例。引進景觀生態(tài)學中的景觀評價指標作為濟南市熱力景觀分析研究的指標,分析濟南市地表熱力景觀整體和各個下屬行政區(qū)的熱力景觀的破碎度、熱力景觀的多樣性、熱力景觀的優(yōu)勢度、熱力景觀的均勻度等。比較分析了四季溫度隨季節(jié)的變化而呈現(xiàn)的不同熱力空間格局。對同一地表隨季節(jié)變化而表現(xiàn)出不同的熱力景觀加以分析研究。分析研究濟南市熱力景觀空間格局和地表結構類型與地表熱力景觀在空間的分布情況之間的關系。分析研究表明,濟南市不同季節(jié)地表溫度差異較大,四季整體溫度變化較大,春季4月份高溫區(qū)主要分布在歷下區(qū)、歷城區(qū)、章丘市的城鎮(zhèn)地區(qū)以及裸露的山區(qū),溫度范圍在306.86K~320.53K;低溫區(qū)主要分布在黃河、大型水庫以及其他水面,溫度范圍在289.41K~298.66K。夏季7月份中溫區(qū)占據地表主導地位,溫度范圍在303.20K~306.10K,高溫區(qū)主要分布在歷下區(qū)、市中區(qū)、天橋區(qū)以及其他主要城鎮(zhèn)地表,高溫區(qū)比較集中溫度范圍在307.54K~318.66K;低溫區(qū)主要分布在黃河、大型水庫、其他水面以及海拔較低的山區(qū),溫度范圍在296.39K~301.76K。秋季10月份溫度有所降低,高溫區(qū)相對離散,高溫區(qū)主要分布在商河縣、濟陽縣裸露的旱地以及章丘市裸露的山區(qū)地表,溫度范圍在300.12K~308.82K之間;低溫區(qū)主要分布在黃河、大型水庫以及海拔較低的山區(qū),溫度范圍在282.81K~294.24K之間。到了冬季中溫區(qū)占據主導地位,大部分分布在商河縣、濟陽縣、章丘市北部等種植冬小麥地區(qū),溫度范圍在269.72K~278.72K。高溫區(qū)地區(qū)較為離散,主要分布在山區(qū)裸露的地表地區(qū),溫度范圍在283.42K~292.10K。而低溫區(qū)同樣主要分布在黃河、大型水庫以及海拔較低的光照較少的山區(qū)地區(qū),溫度范圍在269.72K~278.72K。各個行政區(qū)熱力景觀類型空間分布具有較大的差異性。商河縣內中溫區(qū)占據絕對的優(yōu)勢,絕大部分地區(qū)呈現(xiàn)熱力中溫景觀類型。濟陽縣熱力景觀類型較為豐富且被分割程度較大,主要以中溫景觀類型為主,少數(shù)高溫景觀類型分布在濟陽縣南部地區(qū)。章丘市主要以中溫景觀類型和高溫景觀類型占據主導地位且南北分布,北部為中溫景觀類型,南部是高溫景觀類型。歷城區(qū)熱力景觀類型較為豐富,城區(qū)主要以高溫景觀類型為主,城區(qū)北部以中溫景觀類型為主,而南部主要為山區(qū),海拔較低的山區(qū)因其日光照時間較短而呈現(xiàn)低溫和次低溫景觀類型,還把較高的因其常年植被的覆蓋遮陰,保溫性較好處于中溫景觀類型。天橋區(qū)、歷下區(qū)、槐蔭區(qū)以及市中區(qū)景觀類型空間分布相似,熱力景觀類型較為豐富,高溫區(qū)主要分布城區(qū)人工建筑地表,低溫區(qū)主要分布在水面地區(qū)。長清區(qū)熱力景觀空間分布與歷城區(qū)相似,平陰縣熱力景觀類型空間分布和商河縣相似。
【圖文】：

技術路線圖

圖 2-1 濟南市位置示意圖然概況地處中緯度地帶，由于受太陽輻射、大氣環(huán)流和地理環(huán)境的影響，屬于暖溫型氣候。其特點是季風明顯，四季分明，春季干旱少雨，，夏季溫熱多雨，秋冬季寒冷少雪。濟南市內泉群較多、水量豐沛，具有“泉城”之稱。濟南市河、小清河兩大水系，市內有眾多湖泊、大型水庫等。森林植被主要分布有喬鎮(zhèn)建設區(qū)主要分布在歷下區(qū)、天橋區(qū)、槐蔭區(qū)、市中區(qū)以及長清區(qū)。
【學位授予單位】：山東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P407;P423

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 宋挺;嚴飛;黃君;吳蔚;;基于環(huán)境小衛(wèi)星反演地表溫度以及與實測數(shù)據的比較與分析[J];環(huán)境科技;2015年01期

2 宋挺;段崢;劉軍志;嚴飛;黃君;吳蔚;;基于Landsat-8數(shù)據和劈窗算法的地表溫度反演及城市熱島效應研究[J];環(huán)境監(jiān)控與預警;2014年05期

3 鮑艷松;李紫甜;王冬梅;閔錦忠;嚴婧;;基于FY3熱紅外數(shù)據的地表溫度反演方法研究[J];農業(yè)機械學報;2014年06期

4 孟丹;王明玉;李小娟;宮輝力;;京滬穗三地近十年夜間熱力景觀格局演變對比研究[J];生態(tài)學報;2013年05期

5 李鑒清;張慶國;朱雅莉;劉琳;葉靜蕓;;合肥市地表溫度反演及熱力景觀格局動態(tài)變化研究[J];安徽農業(yè)大學學報;2012年04期

6 蘇雅麗;張艷芳;;基于Landsat TM/ETM~+的西安市城市熱島效應時空演變[J];水土保持通報;2011年05期

7 黃立賢;沈志學;;基于決策樹的Landsat多光譜影像分類方法[J];光電技術應用;2011年03期

8 但尚銘;但玻;蔣薇;;成都市熱力景觀空間格局分析[J];四川環(huán)境;2011年02期

9 趙少華;邱國玉;秦其明;楊永輝;熊育久;;MODIS數(shù)據反演地表溫度的應用研究[J];干旱區(qū)資源與環(huán)境;2010年03期

10 達日瑪;包玉海;;基于TM數(shù)據的地表比輻射率反演方法對比分析[J];內蒙古師范大學學報(自然科學漢文版);2010年02期

本文編號：2614671