發(fā)布時間：2020-08-07 23:23

【摘要】：當前,世界和中國都在經(jīng)歷快速城市化過程。城市化在地域上首先表現(xiàn)為景觀格局的演變,城市景觀的空間配置及其時間演變是產(chǎn)生各種生態(tài)環(huán)境問題的前提。在人工景觀取代自然景觀的城市化過程中,由地表覆被材質(zhì)的變化而導致了地表熱輻射、熱存儲和熱傳遞的一系列改變,并以城市熱島的形式表現(xiàn)出來。選擇城市景觀下潛在的熱環(huán)境作為城市景觀格局的生態(tài)學響應,引入景觀生態(tài)學的研究范式,研究城市景觀生態(tài)與環(huán)境問題,具有重要的理論和實踐意義。 本文選擇半干旱區(qū)河谷城市的典型代表——蘭州市作為研究對象,借助遙感、GIS和空間統(tǒng)計分析方法,提取城市擴張信息和關(guān)鍵生態(tài)囚子,反演地表真實溫度,研究蘭州市景觀生態(tài)格局、過程及其熱環(huán)境效應,分析影響熱環(huán)境格局的人文驅(qū)動因素。通過本研究,期望從理論和方法上建立一種城市化過程中景觀格局熱環(huán)境效應的研究框架、方法和體系;在實踐上,為蘭州城市景觀優(yōu)化布局、生態(tài)宜居城市建設、可持續(xù)發(fā)展研究等提供方法借鑒和案例參考。本論文系統(tǒng)性地將遙感、地理信息系統(tǒng)、景觀生態(tài)學和數(shù)字圖像處理等方法綜合應用于城市熱環(huán)境效應研究中,完成的主要工作和取得的主要結(jié)論如下： 1.蘭州市中心城區(qū)用地擴展及其熱島響應研究。利用四期Landsat MSS/TM/ETM+影像提取蘭州市中心城區(qū)用地信息,采用單窗算法反演地表溫度,分析城市擴張與熱島增強的響應關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：蘭州中心城區(qū)用地快速擴展主要體現(xiàn)在2001年以前的20a,城市擴展與熱島擴張趨勢具有時空一致性。 2.蘭州市中心城區(qū)下墊面類型及格局的熱環(huán)境效應研究。構(gòu)建了植被-不透水而-大氣污染物模型,利用線性混合光譜分解技術(shù),分析蘭州市不透水面與植被蓋度的時空格局變化特征；探討了地表溫度和植被指數(shù)在不同土地利用類型之間的差異以及二者之間的定量關(guān)系,并引入多樣性和聚集度指數(shù),討論了在不同土地利用的空間組合下,二者的空間差異及相互關(guān)系；研究了不同類型小區(qū)地表溫度熱場與下墊面結(jié)構(gòu)的關(guān)系。結(jié)果表明： (1)1999-2006年,蘭州市中心城區(qū)不透水面蓋度和面積增加明顯,而植被蓋度則急劇降低；城市熱島強度、不透水面以及植被覆蓋三者的分布呈不同程度的空間正自相關(guān)性,地表溫度的空間依賴性極強。 (2)在500m的尺度上地表溫度與土地利用多樣性具有負相關(guān)關(guān)系,植被指數(shù)則與多樣性呈正相關(guān)關(guān)系；地表溫度隨著景觀多樣性的增加而降低,隨聚集度增加而增加。 (3)水體、綠地具有明顯的降溫功能,人工建筑表面則具有增溫效果；可通過該3種地表類型的覆蓋程度的多元回歸,較好地反映小區(qū)地表溫度的狀況。地表溫度與綠化率、綠地斑塊平均面積、連通指數(shù)、形狀指數(shù)、分維數(shù)均呈負相關(guān)性,與綠地分離度呈正相關(guān)性。 3.蘭州市西固區(qū)景觀格局空間尺度效應研究。利用2005年SPOT 5衛(wèi)星影像,研究景觀指數(shù)的粒度變化,確定出適宜的研究尺度,從斑塊格局、區(qū)域景觀格局等方面進行景觀生態(tài)格局分析。結(jié)果表明：NP、PD、LSI和Ⅰ(?)AFRAC對粒度變化比較敏感；SHDI對粒度變化不敏感；10m分辨率是西固區(qū)土地利用景觀的本征觀測尺度；景觀格局呈現(xiàn)出城市中心——城鄉(xiāng)交錯帶——鄉(xiāng)村的分異特征,梯度變化明顯。 4.蘭州市熱環(huán)境人文驅(qū)動因素研究。從多要素綜合作用的角度,采用多源空間數(shù)據(jù)和空間主成分分析方法,研究人類活動對蘭州城市熱環(huán)境的影響,并模擬熱環(huán)境分布格局。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：蘭州市人類活動對熱環(huán)境的影響因子可以歸納為4種相對獨立的基本要素,即景觀格局、工業(yè)布局、城市建筑以及地表覆蓋；影響蘭州市中心城區(qū)熱環(huán)境的最核心要素是景觀格局。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：X16
【圖文】：

圖1.1研究的總體思路與數(shù)字圖像處理方法是1960年美國科學研究局EvelynLPruitt首先提境科學遙感討論會，，上被正式引用。遙感技術(shù)作為下，對目標物或自然現(xiàn)象遠距離感知的探測技術(shù)，可

景觀評價與優(yōu)化:以累積耗費距離面為依據(jù)，構(gòu)建源地、生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點等，對4個年份景觀組分優(yōu)化格局;對景觀關(guān)鍵區(qū)的貢獻值進行評價。技術(shù)路線如圖1.2所示。數(shù)數(shù)字圖像 像 像GIS與柵格 格格景觀格局方 方 方遙感影像與多多處處理技術(shù) 術(shù) 術(shù)地圖代數(shù) 數(shù)數(shù)法 法 法源空間數(shù)據(jù) 據(jù) 111111111111111111111獷 獷 獷獷獷 獷獷獷 景景景景景景景 景人人人地地 地被 被 被小小 小 LLL景景 景景觀觀 觀類類類表表 表班 班 班透透 透 UUU觀觀 觀觀指指 指活活活參參 參蓋 蓋 蓋水水 水 CCC一一生生生數(shù)數(shù) 數(shù)動動動數(shù)數(shù) 數(shù)時 時 時面面 面 CCC態(tài)態(tài) 態(tài)態(tài)格格 格影影影空空 空空 空 空時時 時 時 格格 格格局局 局響響響間間 間格 格 格空空 空 空 局局 局局 局 局 局局 局 局品 品 品格格 格 格 局 局局 局 局 局局 局 局 局 局局局 局 局 空空空空 空空間分析 析 空空間尺度 ?????環(huán)境效應 ?????驅(qū)動機制 ???優(yōu)優(yōu)化與對策 策 圖1.2技術(shù)路線圖5研究區(qū)概況1.5.1市域概況蘭州市位于甘肅省中部，地處中國陸域版圖的幾何中心，位于東經(jīng)102036‘一

人工鋪砌的道路、廣場建筑物和構(gòu)筑物為主的一「墊面面積大大增加，從而導致城市熱島中心面積不斷擴大，城市熱島效應不斷增強。通過對經(jīng)過蘭州市東西和南北兩個方向上年平均氣溫斷線圖(圖1.4)分析，從空間上可以清晰地看到蘭州市城區(qū)的溫度明顯地高于其他區(qū)縣。圖1.4顯示，蘭州市年平均氣溫從西向東呈現(xiàn)兩頭低中間高的趨勢，西部永登縣的年平均氣溫在5.9一7.7℃之間，中心城區(qū)年平均氣溫在&0一9.4℃之間，高于永登縣2℃左右，而

【參考文獻】

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1 白芳銘;張松林;;蘭州生態(tài)城市建設對策探討[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2007年03期

2 劉薇;景元書;;南京市2005年生態(tài)足跡分析[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2008年29期

3 代富強;劉剛才;南嶺;;重慶市可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)足跡分析[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2009年32期

4 姜春;錢樂祥;千懷遂;;2003-2007年廣州市生態(tài)足跡動態(tài)研究[J];環(huán)境科學與管理;2010年10期

5 胡嘉驄;朱啟疆;;城市熱島研究進展[J];北京師范大學學報(自然科學版);2010年02期

6 楊柏生;成都城市熱島效應研究[J];成都氣象學院學報;1988年02期

7 王華東,王建;城市景觀生態(tài)學雛議[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);1991年01期

8 金曉斌,周寅康,張希;蘭州市城市景觀生態(tài)規(guī)劃[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);2004年02期

9 宗躍光;廊道效應與城市景觀結(jié)構(gòu)[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);1996年03期

10 申勝利;吳信才;陳先偉;辜寄蓉;;基于GIS的城市土地集約利用潛力評價技術(shù)研究[J];測繪科學;2009年04期

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1 趙晶;上海城市土地利用與景觀格局的空間演變研究[D];華東師范大學;2004年

2 岳文澤;基于遙感影像的城市景觀格局及其熱環(huán)境效應研究[D];華東師范大學;2005年

3 王翠云;基于遙感和CFD技術(shù)的城市熱環(huán)境分析與模擬[D];蘭州大學;2008年

4 孟彩紅;基于GIS的蘭州城市景觀研究[D];蘭州大學;2008年

5 李國棟;蘭州城市氣候效應的時空特征及形成機制研究[D];蘭州大學;2009年

本文編號：2784667