本文關(guān)鍵詞：基于Landsat數(shù)據(jù)的自貢市城市熱環(huán)境空間格局變化及其影響因子研究

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【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,各城市也進(jìn)入高速發(fā)展階段。地表覆蓋類(lèi)型和地表景觀格局發(fā)生巨大改變,城市環(huán)境也隨之發(fā)生變化,并導(dǎo)致一系列環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題出現(xiàn)。城市熱島效應(yīng)在19世紀(jì)初被首次發(fā)現(xiàn),近年來(lái)城市熱環(huán)境問(wèn)題的研究逐漸受到關(guān)注。目前,城市熱環(huán)境研究不僅是科學(xué)界關(guān)注的重點(diǎn)和熱點(diǎn),也關(guān)乎城市的建設(shè)及規(guī)劃。自貢市地處我國(guó)西南區(qū),位于四川省中南部地區(qū)。在國(guó)家大力發(fā)展西部戰(zhàn)略的推動(dòng)下,自貢城市范圍不斷向外擴(kuò)張,城市熱環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)引起關(guān)注。本文研究利用2001年6月14日、2004年5月21日、2007年5月6日、2010年8月10日和2013年6月7日的Landsat衛(wèi)星數(shù)據(jù),通過(guò)輻射傳輸方程和分裂窗算法反演得到自貢地表溫度,并對(duì)不同時(shí)相的自貢市地表溫度進(jìn)行空間降尺度和時(shí)間歸一化處理,得到同時(shí)相、高空間分辨率的地表溫度圖像,再對(duì)地表溫度分級(jí)得到熱島分級(jí)圖,分析、評(píng)價(jià)城市熱島范圍和強(qiáng)度;結(jié)合景觀生態(tài)理論,利用景觀格局指數(shù)對(duì)自貢市的熱力景觀格局演變進(jìn)行研究和分析;提取研究區(qū)歸一化差值植被指數(shù)(NDVI),結(jié)合地物分類(lèi)結(jié)果探討建筑區(qū)、植被、水體和裸地與地表溫度的量化關(guān)系。主要得出的結(jié)論如下:(1)2001年至2013年間,自貢城市地表溫度呈現(xiàn)逐年升高的趨勢(shì)。隨著自貢城市發(fā)展進(jìn)程的加快,城市面積逐漸增大,原城市周邊的地表覆蓋類(lèi)型逐漸從自然表面轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯さ孛?整個(gè)城市地表溫度隨之升高。(2)空間降尺度的地表溫度更有利于研究城市熱環(huán)境,時(shí)間歸一化有助于增強(qiáng)不同年份地表溫度的可比性。由于自貢城市范圍較小,Landsat熱紅外波段空間分辨率較低,導(dǎo)致熱紅外波段像元中所包含的信息較為復(fù)雜,像元異質(zhì)性較強(qiáng)。通過(guò)DisTrad模型進(jìn)行空間降尺度并對(duì)其時(shí)間歸一化后地表溫度與原始地表溫度相比更加接近于真實(shí)地表溫度。(3)熱島效應(yīng)呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢(shì)。根據(jù)差值等級(jí)法對(duì)地表溫度進(jìn)行熱島強(qiáng)度劃分,結(jié)果表明:2001年至2013年,極強(qiáng)熱島區(qū)域在城市中所占面積百分比從1.2%增加到7.8%;較強(qiáng)熱島區(qū)面積從12.6%增長(zhǎng)至18.4%,弱熱島區(qū)面積從62.4%減少到55%,中溫區(qū)的面積百分比從20.8%減少至16.3%,冷島區(qū)面積的百分比從3%降低至2.5%。其中,不同等級(jí)熱島區(qū)占城市的面積比均有不同程度的增加,熱島范圍也由城市中心向外圍延伸發(fā)展;冷島區(qū)面積遞減,范圍不斷縮小。熱島效應(yīng)呈現(xiàn)出逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)。(4)熱力景觀格局隨時(shí)空變化不斷發(fā)生變化。就斑塊個(gè)數(shù)和斑塊密度而言,2001年無(wú)熱島區(qū)和弱熱島區(qū)在景觀格局中占據(jù)主導(dǎo)地位,到2013年景觀格局中占主導(dǎo)地位的是弱熱島區(qū)和強(qiáng)熱島區(qū);就聚集度而言,從2001年到2013年,景觀要素不斷地趨于分散;就景觀水平而言,景觀要素破碎度有所提高,斑塊之間的異質(zhì)性增強(qiáng)。(5)地表溫度與各種參數(shù)的關(guān)系。地表溫度與歸一化差值植被指數(shù)存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系;地表溫度與地表覆蓋類(lèi)型變化有較大的關(guān)系。經(jīng)過(guò)監(jiān)督分類(lèi)得到的地表覆蓋類(lèi)型圖像與地表溫度圖像疊加之后可以看出:無(wú)論哪個(gè)年份,地表覆蓋類(lèi)型的平均溫度由高到低的排列順序都是建筑最高、其次是裸地、再次是植被、最后是水體。結(jié)果表明,建筑和裸地對(duì)地表溫度升高有著直接的影響,對(duì)城市熱島效應(yīng)具有加劇作用,因此合理規(guī)劃城市建筑、有效控制裸地面積是控制城市熱島的方法之一;植被和水體則明顯可以降低城市地表溫度,適當(dāng)增加植被和水體在城市中范圍是有效緩解城市熱島效應(yīng)的方法之一。
【關(guān)鍵詞】：城市熱環(huán)境 地表溫度 熱力景觀格局 空間降尺度 自貢市
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X16
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 研究背景和意義12-13
• 1.1.1 研究背景12-13
• 1.1.2 研究意義13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析13-16
• 1.2.1 地表溫度反演研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 城市熱環(huán)境研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 影響因子的研究15-16
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線16-18
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容16
• 1.3.2 技術(shù)路線16-18
• 第二章 研究數(shù)據(jù)與預(yù)處理18-32
• 2.1 研究區(qū)域介紹18-19
• 2.1.1 自然狀況介紹18
• 2.1.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況介紹18-19
• 2.2 MODIS數(shù)據(jù)與預(yù)處理19-22
• 2.2.1 MODIS數(shù)據(jù)19-20
• 2.2.2 MODIS數(shù)據(jù)預(yù)處理20-22
• 2.3 Landsat數(shù)據(jù)與預(yù)處理22-32
• 2.3.1 Landsat數(shù)據(jù)22-24
• 2.3.2 Landsat數(shù)據(jù)預(yù)處理24-28
• 2.3.3 基于Landsat數(shù)據(jù)地表覆蓋分類(lèi)28-32
• 第三章 地表溫度反演32-41
• 3.1 大氣參數(shù)模擬32
• 3.2 地表溫度反演32-36
• 3.3 地表比輻射率計(jì)算36-38
• 3.3.1 植被指數(shù)36-37
• 3.3.2 植被覆蓋度計(jì)算37-38
• 3.3.3 地表比輻射率計(jì)算38
• 3.4 地表溫度反演結(jié)果評(píng)價(jià)38-41
• 第四章 地表溫度空間降尺度與時(shí)間歸一化41-56
• 4.1 DisTrad模型41-44
• 4.1.1 地表溫度與NDVI關(guān)系41-42
• 4.1.2 基于DisTrad模型的地表溫度降尺度42-44
• 4.2 改進(jìn)的DisTrad模型44-50
• 4.2.1 地表反照率44-46
• 4.2.2 基于改進(jìn)DisTrad模型的地表溫度降尺度46-50
• 4.3 地表溫度時(shí)間歸一化50-56
• 第五章 熱環(huán)境格局變化及影響因子分析56-67
• 5.1 城市熱環(huán)境等級(jí)劃分56-57
• 5.1.1 熱環(huán)境等級(jí)劃分方法56-57
• 5.1.2 城市熱島分級(jí)57
• 5.2 城市熱環(huán)境空間格局變化57-60
• 5.3 城市熱環(huán)境景觀格局60-63
• 5.3.1 景觀格局要素介紹61
• 5.3.2 景觀格局指數(shù)選取61-62
• 5.3.3 景觀格局指數(shù)變化與城市熱環(huán)境之間關(guān)系62-63
• 5.4 地表覆蓋與地表溫度的定量分析63-65
• 5.5 植被覆蓋情況對(duì)城市熱環(huán)境的影響65-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 主要結(jié)論67
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)67-68
• 6.3 研究不足與展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果75-76

【相似文獻(xiàn)】

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