本文關(guān)鍵詞：基于時空融合技術(shù)的合肥市熱島效應(yīng)時空演變分析　出處：《安徽大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著城市人口急速增加和城市規(guī)模不斷擴大,以城市熱島效應(yīng)(UrbanHeat Island,UHI)為代表的熱環(huán)境變化,逐漸成為影響城市環(huán)境質(zhì)量的重要因素。中國是城市化進程最快速的國家之一,安徽省屬于中國中東部經(jīng)濟區(qū),呈現(xiàn)多樣性的地貌、氣候和水文地質(zhì)狀況。作為安徽省省會,合肥從2000至2016年建成區(qū)面積擴大了近3倍。近年來,國家氣象局根據(jù)長期的氣象資料統(tǒng)計出的中國最熱的十大城市,合肥市一直榜上有名。因此定量分析合肥市域及其周邊地區(qū)熱島效應(yīng)的長時序時空演變特征及其影響因素,對于合肥市城市規(guī)劃,改善居住環(huán)境具有重要的科學(xué)指導(dǎo)意義。本文以合肥市行政區(qū)為研究對象,對2000—2016(2006、2008年數(shù)據(jù)缺失)夏季的Landsat系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行定量溫度反演,Landsat TM/ETM+數(shù)據(jù)采用單窗口算法,Landsat8 OLI/TIRS數(shù)據(jù)采用大氣校正法。利用時空融合技術(shù)獲取缺失的2006和2008年的數(shù)據(jù)。對于現(xiàn)有MODIS地表溫度產(chǎn)品存在空值的問題,將譜多流形聚類(SMMC)算法與梯度距離平方反比法相結(jié)合進行空值重建求解。結(jié)合城市不透水面覆蓋度、城市植被覆蓋度等遙感資料和城市土地利用類型、城市化發(fā)展指數(shù)等合肥市統(tǒng)計年鑒資料,全面系統(tǒng)的分析合肥市城市熱島時空演變特征的主要影響因素及其相互關(guān)系,并在一定程度上提出熱島效應(yīng)的應(yīng)對方案,具體結(jié)論如下:(1)長時序Landsat地表溫度數(shù)據(jù)集獲取,利用現(xiàn)有的比較成熟的地表溫度反演方法,獲取準(zhǔn)確的合肥市2000—2016年(2006、2008年數(shù)據(jù)缺失)夏季的Landsat地表溫度。融合2005年,2006年兩期MODIS地表溫度數(shù)據(jù)和2005年Landsat地表溫度數(shù)據(jù)得到2006年Landsat地表溫度數(shù)據(jù);融合2007年,2008年兩期MODIS地表溫度數(shù)據(jù)和2007年Landsat地表溫度數(shù)據(jù)得到2008年Landsat地表溫度數(shù)據(jù)。在MODIS地表溫度空值數(shù)據(jù)修復(fù)過程中,引入聚類算法的S-GIDS方法估算MODIS地表溫度空值數(shù)據(jù)優(yōu)于GIDS方法。單地表類型地表溫度重建精度要明顯高于混合地表類型,且穩(wěn)定性較高,并表現(xiàn)出GIDS和S-GIDS兩種方法對耕地、林地的估算效果較好,對城鎮(zhèn)建設(shè)用地、裸土的估算效果相對較差。(2)合肥市熱島效應(yīng)時空演變特征,從時間變化來看,2000—2006年的熱島分布較集中,熱島效應(yīng)以老城市中心區(qū)域呈橢圓形狀分布,2006年和2008年的熱島中心比較相似,但2008年的熱島區(qū)域比2006年擴張的更加明顯。2010年,由于都市區(qū)人口密度逐年增加、建設(shè)用地遞增、耕地和植被面積卻在逐年減少,熱島分布由市中心向四周擴張。2012—2016年合肥市熱島效應(yīng)分布比較類似,雖然這一時期建成區(qū)面積在擴大,人類活動加劇,使市區(qū)熱島效應(yīng)的傾向更加嚴重;但是由于加大綠化建設(shè),顯著降低城市的熱島強度。因此,這一時期合肥市熱島強度整體變化不是很大。從空間分布來看,2000—2016年合肥市熱島的分布特征與城市建成區(qū)的布局基本保持一致,熱島效應(yīng)空間分布狀態(tài)為東北—西南高、東南—西北低,隨著新興工業(yè)區(qū)的擴展和老城區(qū)加大綠化建設(shè),強熱島效應(yīng)地區(qū)由老城區(qū)不斷向東部和南部擴展。(3)合肥市熱島效應(yīng)影響因素及其相互關(guān)系,利用指數(shù)函數(shù)模型可以更好的定量表示地表溫度與城市不透水面的關(guān)系,兩者呈正相關(guān)關(guān)系。利用指數(shù)模型可以較好地反映地表溫度與植被覆蓋率的定量關(guān)系,隨著植被覆蓋度的不斷升高,地表溫度呈明顯下降趨勢,二者存在負相關(guān)關(guān)系。不同土地利用類型下的地表溫度大小略有差異,但總體來說,建設(shè)用地的平均溫度最高,水體的平均溫度最低,林地和農(nóng)用地平均溫度大致相同。建設(shè)用地的溫度標(biāo)準(zhǔn)是所有用地類型中最大的,農(nóng)用地的變化大于林地,水體的溫度標(biāo)準(zhǔn)差最小。經(jīng)濟推動并決定著城市化的進程;市區(qū)總?cè)丝谠鲩L,房地產(chǎn)開發(fā)導(dǎo)致促進了建成區(qū)面積和城市規(guī)模的急速擴大,導(dǎo)致了城市地區(qū)的熱島效應(yīng)的擴張。此外,由于城市內(nèi)部綠化建設(shè)力度也在不斷加大,園林綠地面積呈現(xiàn)明顯加速的趨勢,改變了城市下墊面結(jié)構(gòu),其增長的速率與城市建成區(qū)的增加速率相當(dāng),從而使得這一時期的城市熱島效應(yīng)并未出現(xiàn)劇烈的擴張,園林綠地體現(xiàn)出對城市熱島發(fā)展有效的減弱作用。(4)合肥市熱島效應(yīng)減緩方案,熱島效應(yīng)不僅嚴重妨礙城市經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展,而且嚴重威脅居民身心健康。因此,在創(chuàng)建生態(tài)文明城市時,應(yīng)該把緩解熱島效應(yīng)作為保持生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)的基本原則,改進排水系統(tǒng)的透水性能、提高城市綠地覆蓋率、控制城市規(guī)模和城區(qū)人口、合理規(guī)劃、布局城市建筑、保留濕地和城區(qū)水域。采取一切必要措施保護人類生存環(huán)境,城市規(guī)劃建設(shè)應(yīng)注重環(huán)境優(yōu)先原則,使自然變化與人類社會進入和諧發(fā)展的新局面。
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X16

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