西安市城市熱島效應(yīng)宏觀動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和模擬預(yù)測(cè)模型研究
發(fā)布時(shí)間:2022-10-17 15:04
2000年,國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)全國生態(tài)環(huán)境保護(hù)綱要的通知》中提出:“到2030年,全國30%以上的城市達(dá)到生態(tài)城市和園林城市標(biāo)準(zhǔn)。到2050年,力爭(zhēng)全國生態(tài)環(huán)境得到全面改善!2015年1月1日,最新修訂實(shí)施的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》中明確要求:“國家加強(qiáng)對(duì)大氣、水、土壤等的保護(hù),建立和完善相應(yīng)的環(huán)境調(diào)查、監(jiān)測(cè)、評(píng)估和修復(fù)制度”。加強(qiáng)城市環(huán)境管理,打造和諧、宜居家園,是新常態(tài)下構(gòu)建智慧城市的要?jiǎng)?wù)之一,是城市健康可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路,具有深遠(yuǎn)的意義。城市熱島效應(yīng)作為大氣污染的一個(gè)分支,是環(huán)境學(xué)研究城市的一個(gè)重要指標(biāo),嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響環(huán)境質(zhì)量、生產(chǎn)生活。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快,西安市城市熱島效應(yīng)日益突出。因此,系統(tǒng)地了解西安市的城市熱島效應(yīng)特征,對(duì)于有關(guān)部門合理規(guī)劃,改善人居環(huán)境具有十分積極的作用。本文以國家測(cè)繪地理信息局的地理國情監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為背景,以西安市城區(qū)為研究對(duì)象,以1995年至2013年18年間8期Landsat TM/ETM+/OLI數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源,結(jié)合西安市統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù),基于RS和GIS技術(shù),首先,對(duì)西安市地表溫度進(jìn)行定量反演與驗(yàn)證;其次,確定西安市城市熱島效應(yīng)的存在性...
【文章頁數(shù)】:181 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 城市熱島效應(yīng)產(chǎn)生的原因
1.3 城市熱島效應(yīng)的影響
1.4 城市熱島效應(yīng)的研究方法
1.5 城市熱島效應(yīng)領(lǐng)域的主要研究?jī)?nèi)容
1.5.1 地表溫度反演
1.5.2 城市熱島效應(yīng)分布特征研究
1.5.3 城市熱島效應(yīng)形成機(jī)理研究
1.6 城市熱島效應(yīng)的研究意義
1.7 城市熱島效應(yīng)的緩解措施
第二章 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和本研究主要思路與內(nèi)容
2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2.2 當(dāng)前研究存在的問題
2.3 研究趨勢(shì)與方向
2.4 本文研究的內(nèi)容與方法
2.5 本研究技術(shù)路線圖
第三章 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源情況
3.1 研究區(qū)概況
3.1.1 地理位置及自然環(huán)境
3.1.2 行政區(qū)劃及人口
3.1.3 社會(huì)歷史人文
3.1.4 城市發(fā)展?fàn)顩r
3.1.5 經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)
3.2 研究區(qū)數(shù)據(jù)源與資料情況
3.2.1 Landsat衛(wèi)星簡(jiǎn)介
3.2.2 Landsat5 TM傳感器簡(jiǎn)介
3.2.3 Landsat7 ETM傳感器簡(jiǎn)介
3.2.4 Landsat8 OLI傳感器簡(jiǎn)介
3.2.5 其他資料情況
3.2.6 數(shù)據(jù)源與資料使用情況
第四章 西安市地表溫度的遙感反演
4.1 引言
4.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
4.3 基于多期影像的西安市地表溫度遙感反演
4.3.1 地表溫度遙感反演原理[107]
4.3.2 地表溫度遙感反演方法選取
4.3.3 地表溫度反演
4.3.4 反演結(jié)果改正與精度驗(yàn)證
4.3.5 地表溫度歸一化處理
4.4 地表溫度與城市下墊面的關(guān)系
4.4.1 地物要素快速提取
4.4.2 地表溫度與NDBI、NDVI、MNDWI、BI關(guān)系
4.5 本章小結(jié)
第五章 西安市城市熱島效應(yīng)的邊界確定
5.1 引言
5.2 移動(dòng)窗口分析法的原理
5.3 基于移動(dòng)窗口分析法的城市熱島效應(yīng)邊界提取
5.4 邊界提取精度驗(yàn)證
5.5 西安市城市熱島效應(yīng)時(shí)空特征分析
5.5.1 不同時(shí)期城市熱島效應(yīng)時(shí)空分布格局定性分析
5.5.2 不同時(shí)期城市熱島效應(yīng)邊界演變定量分析
5.5.3 城市熱島效應(yīng)與城市擴(kuò)張相關(guān)性研究
5.6 本章小結(jié)
第六章 西安市熱島分布指數(shù)研究
6.1 引言
6.2 西安市地表覆蓋分類
6.2.1 地表覆蓋分類劃分
6.2.2 建立分類模板
6.2.3 評(píng)價(jià)分類模板
6.2.4 監(jiān)督分類
6.2.5 分類后精度評(píng)價(jià)
6.2.6 分類后處理
6.2.7 地表覆蓋數(shù)據(jù)矢量化
6.3 城市熱島效應(yīng)等級(jí)劃分
6.4 城市熱島分布指數(shù)的提出
6.5 西安市多期城市熱島分布指數(shù)計(jì)算
6.6 基于城市熱島分布指數(shù)的熱島效應(yīng)分析評(píng)價(jià)
6.6.1 地表覆蓋數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
6.6.2 熱島效應(yīng)分布統(tǒng)計(jì)分析
6.6.3 城市熱島分布指數(shù)分析
6.7 本章小結(jié)
第七章 西安市城市熱島效應(yīng)影響因素研究
7.1 引言
7.2 城市熱島效應(yīng)的影響因素確定
7.2.1 城市下墊面性質(zhì)
7.2.2 氣候因素
7.2.3 人口因素
7.2.4 經(jīng)濟(jì)因素
7.2.5 人為熱排放因素
7.2.6 大氣污染因素
7.3 基于灰色關(guān)聯(lián)度的城市熱島效應(yīng)影響因子定量研究
7.3.1 灰色關(guān)聯(lián)理論
7.3.2 城市平均溫度與各影響因子的灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算
7.4 城市熱島效應(yīng)與城市化進(jìn)程的關(guān)系分析
7.4.1 基于灰色關(guān)聯(lián)度的分析
7.5 本章小結(jié)
第八章 西安市城市熱島效應(yīng)模擬預(yù)測(cè)模型研究
8.1 引言
8.2 常見預(yù)測(cè)模型比較
8.2.1 時(shí)間序列法
8.2.2 模糊模型
8.2.3 灰色模型
8.2.4 馬爾可夫鏈模型
8.2.5 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
8.2.6 各種預(yù)測(cè)算法優(yōu)缺點(diǎn)比較
8.2.7 模擬與預(yù)測(cè)算法選擇
8.3 基于GM(0,N)的城市熱島效應(yīng)橫向關(guān)系模型構(gòu)建
8.3.1 GM模型選擇
8.3.2 基于灰色GM(0,N)的城市熱島效應(yīng)橫向關(guān)系模型
8.3.2.1 數(shù)據(jù)獲取
8.3.2.2 城市熱島效應(yīng)橫向關(guān)系模型構(gòu)建
8.4 基于改進(jìn)的GM(1,1)的縱向模擬預(yù)測(cè)模型GM-E-UHI構(gòu)建
8.4.1 基于灰色GM(1,1)模型的模擬
8.4.2 改進(jìn)的GM-E-UHI縱向模型構(gòu)建方法
8.4.3 模型參數(shù)求解
8.4.4 基于UHI-G-ES的西安市城市熱島效應(yīng)縱向模擬預(yù)測(cè)
8.4.4.1 西安市城市熱島效應(yīng)模擬
8.4.4.2 模擬精度評(píng)價(jià)
8.4.4.3 災(zāi)變預(yù)測(cè)
8.4.4.4 模擬預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)
8.5 本章小結(jié)
第九章 結(jié)論與討論
9.1 主要結(jié)論
9.2 討論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]GM(1,N)與GM(0,N)模型在能源消費(fèi)碳排放預(yù)測(cè)中的比較研究[J]. 張勇,劉嬋,姚亞平. 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2014(05)
[2]基于景觀格局的城市熱島研究進(jìn)展[J]. 陳愛蓮,孫然好,陳利頂. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(14)
[3]基于多源遙感數(shù)據(jù)的遼寧地表溫度反演及空間分布研究[J]. 姜鵬,紀(jì)瑞鵬,馮銳,武晉雯,于文穎,王宏博,趙梓淇,張玉書. 氣象與環(huán)境學(xué)報(bào). 2012(03)
[4]遼寧省城市熱島強(qiáng)度特征及等級(jí)劃分[J]. 李麗光,王宏博,賈慶宇,呂國紅,王笑影,張玉書,艾景峰. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(05)
[5]基于遙感的長(zhǎng)沙市城市熱島效應(yīng)時(shí)空分析[J]. 劉宇鵬,楊波,陳崇. 遙感信息. 2011(06)
[6]熱島效應(yīng)對(duì)植物生長(zhǎng)的影響以及葉片形態(tài)構(gòu)成的適應(yīng)性[J]. 王亞婷,范連連. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(20)
[7]城市地表溫度熱島影響因素研究進(jìn)展[J]. 謝苗苗,王仰麟,付梅臣. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2011(01)
[8]城市熱島效應(yīng)的研究進(jìn)展[J]. 康文星,吳耀興,何介南,吳湘雄. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(01)
[9]基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析對(duì)影響廣州市熱島效應(yīng)因素的研究[J]. 馬敏洋,于欽赟,許舒婷. 科技傳播. 2010(19)
[10]利用單窗算法反演喀斯特城市地表溫度[J]. 王修信,秦麗梅,農(nóng)京輝,梁宗經(jīng),朱啟疆. 廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(03)
博士論文
[1]城市熱島演變及其影響因素研究[D]. 謝啟姣.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[2]基于遙感數(shù)據(jù)挖掘定量反演城市化區(qū)域地表溫度研究[D]. 戴曉燕.華東師范大學(xué) 2008
碩士論文
[1]熱紅外遙感地表溫度反演方法應(yīng)用與對(duì)比分析研究[D]. 秦,.內(nèi)蒙古師范大學(xué) 2008
[2]基于遙感的石家莊市城市熱島效應(yīng)的空間分異規(guī)律研究[D]. 趙紅梅.河北師范大學(xué) 2008
[3]利用Landsat TM數(shù)據(jù)進(jìn)行地表比輻射率和地表溫度的反演[D]. 涂梨平.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3692296
【文章頁數(shù)】:181 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 城市熱島效應(yīng)產(chǎn)生的原因
1.3 城市熱島效應(yīng)的影響
1.4 城市熱島效應(yīng)的研究方法
1.5 城市熱島效應(yīng)領(lǐng)域的主要研究?jī)?nèi)容
1.5.1 地表溫度反演
1.5.2 城市熱島效應(yīng)分布特征研究
1.5.3 城市熱島效應(yīng)形成機(jī)理研究
1.6 城市熱島效應(yīng)的研究意義
1.7 城市熱島效應(yīng)的緩解措施
第二章 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和本研究主要思路與內(nèi)容
2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2.2 當(dāng)前研究存在的問題
2.3 研究趨勢(shì)與方向
2.4 本文研究的內(nèi)容與方法
2.5 本研究技術(shù)路線圖
第三章 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源情況
3.1 研究區(qū)概況
3.1.1 地理位置及自然環(huán)境
3.1.2 行政區(qū)劃及人口
3.1.3 社會(huì)歷史人文
3.1.4 城市發(fā)展?fàn)顩r
3.1.5 經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)
3.2 研究區(qū)數(shù)據(jù)源與資料情況
3.2.1 Landsat衛(wèi)星簡(jiǎn)介
3.2.2 Landsat5 TM傳感器簡(jiǎn)介
3.2.3 Landsat7 ETM傳感器簡(jiǎn)介
3.2.4 Landsat8 OLI傳感器簡(jiǎn)介
3.2.5 其他資料情況
3.2.6 數(shù)據(jù)源與資料使用情況
第四章 西安市地表溫度的遙感反演
4.1 引言
4.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
4.3 基于多期影像的西安市地表溫度遙感反演
4.3.1 地表溫度遙感反演原理[107]
4.3.2 地表溫度遙感反演方法選取
4.3.3 地表溫度反演
4.3.4 反演結(jié)果改正與精度驗(yàn)證
4.3.5 地表溫度歸一化處理
4.4 地表溫度與城市下墊面的關(guān)系
4.4.1 地物要素快速提取
4.4.2 地表溫度與NDBI、NDVI、MNDWI、BI關(guān)系
4.5 本章小結(jié)
第五章 西安市城市熱島效應(yīng)的邊界確定
5.1 引言
5.2 移動(dòng)窗口分析法的原理
5.3 基于移動(dòng)窗口分析法的城市熱島效應(yīng)邊界提取
5.4 邊界提取精度驗(yàn)證
5.5 西安市城市熱島效應(yīng)時(shí)空特征分析
5.5.1 不同時(shí)期城市熱島效應(yīng)時(shí)空分布格局定性分析
5.5.2 不同時(shí)期城市熱島效應(yīng)邊界演變定量分析
5.5.3 城市熱島效應(yīng)與城市擴(kuò)張相關(guān)性研究
5.6 本章小結(jié)
第六章 西安市熱島分布指數(shù)研究
6.1 引言
6.2 西安市地表覆蓋分類
6.2.1 地表覆蓋分類劃分
6.2.2 建立分類模板
6.2.3 評(píng)價(jià)分類模板
6.2.4 監(jiān)督分類
6.2.5 分類后精度評(píng)價(jià)
6.2.6 分類后處理
6.2.7 地表覆蓋數(shù)據(jù)矢量化
6.3 城市熱島效應(yīng)等級(jí)劃分
6.4 城市熱島分布指數(shù)的提出
6.5 西安市多期城市熱島分布指數(shù)計(jì)算
6.6 基于城市熱島分布指數(shù)的熱島效應(yīng)分析評(píng)價(jià)
6.6.1 地表覆蓋數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
6.6.2 熱島效應(yīng)分布統(tǒng)計(jì)分析
6.6.3 城市熱島分布指數(shù)分析
6.7 本章小結(jié)
第七章 西安市城市熱島效應(yīng)影響因素研究
7.1 引言
7.2 城市熱島效應(yīng)的影響因素確定
7.2.1 城市下墊面性質(zhì)
7.2.2 氣候因素
7.2.3 人口因素
7.2.4 經(jīng)濟(jì)因素
7.2.5 人為熱排放因素
7.2.6 大氣污染因素
7.3 基于灰色關(guān)聯(lián)度的城市熱島效應(yīng)影響因子定量研究
7.3.1 灰色關(guān)聯(lián)理論
7.3.2 城市平均溫度與各影響因子的灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算
7.4 城市熱島效應(yīng)與城市化進(jìn)程的關(guān)系分析
7.4.1 基于灰色關(guān)聯(lián)度的分析
7.5 本章小結(jié)
第八章 西安市城市熱島效應(yīng)模擬預(yù)測(cè)模型研究
8.1 引言
8.2 常見預(yù)測(cè)模型比較
8.2.1 時(shí)間序列法
8.2.2 模糊模型
8.2.3 灰色模型
8.2.4 馬爾可夫鏈模型
8.2.5 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
8.2.6 各種預(yù)測(cè)算法優(yōu)缺點(diǎn)比較
8.2.7 模擬與預(yù)測(cè)算法選擇
8.3 基于GM(0,N)的城市熱島效應(yīng)橫向關(guān)系模型構(gòu)建
8.3.1 GM模型選擇
8.3.2 基于灰色GM(0,N)的城市熱島效應(yīng)橫向關(guān)系模型
8.3.2.1 數(shù)據(jù)獲取
8.3.2.2 城市熱島效應(yīng)橫向關(guān)系模型構(gòu)建
8.4 基于改進(jìn)的GM(1,1)的縱向模擬預(yù)測(cè)模型GM-E-UHI構(gòu)建
8.4.1 基于灰色GM(1,1)模型的模擬
8.4.2 改進(jìn)的GM-E-UHI縱向模型構(gòu)建方法
8.4.3 模型參數(shù)求解
8.4.4 基于UHI-G-ES的西安市城市熱島效應(yīng)縱向模擬預(yù)測(cè)
8.4.4.1 西安市城市熱島效應(yīng)模擬
8.4.4.2 模擬精度評(píng)價(jià)
8.4.4.3 災(zāi)變預(yù)測(cè)
8.4.4.4 模擬預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)
8.5 本章小結(jié)
第九章 結(jié)論與討論
9.1 主要結(jié)論
9.2 討論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]GM(1,N)與GM(0,N)模型在能源消費(fèi)碳排放預(yù)測(cè)中的比較研究[J]. 張勇,劉嬋,姚亞平. 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2014(05)
[2]基于景觀格局的城市熱島研究進(jìn)展[J]. 陳愛蓮,孫然好,陳利頂. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(14)
[3]基于多源遙感數(shù)據(jù)的遼寧地表溫度反演及空間分布研究[J]. 姜鵬,紀(jì)瑞鵬,馮銳,武晉雯,于文穎,王宏博,趙梓淇,張玉書. 氣象與環(huán)境學(xué)報(bào). 2012(03)
[4]遼寧省城市熱島強(qiáng)度特征及等級(jí)劃分[J]. 李麗光,王宏博,賈慶宇,呂國紅,王笑影,張玉書,艾景峰. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(05)
[5]基于遙感的長(zhǎng)沙市城市熱島效應(yīng)時(shí)空分析[J]. 劉宇鵬,楊波,陳崇. 遙感信息. 2011(06)
[6]熱島效應(yīng)對(duì)植物生長(zhǎng)的影響以及葉片形態(tài)構(gòu)成的適應(yīng)性[J]. 王亞婷,范連連. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(20)
[7]城市地表溫度熱島影響因素研究進(jìn)展[J]. 謝苗苗,王仰麟,付梅臣. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2011(01)
[8]城市熱島效應(yīng)的研究進(jìn)展[J]. 康文星,吳耀興,何介南,吳湘雄. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(01)
[9]基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析對(duì)影響廣州市熱島效應(yīng)因素的研究[J]. 馬敏洋,于欽赟,許舒婷. 科技傳播. 2010(19)
[10]利用單窗算法反演喀斯特城市地表溫度[J]. 王修信,秦麗梅,農(nóng)京輝,梁宗經(jīng),朱啟疆. 廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(03)
博士論文
[1]城市熱島演變及其影響因素研究[D]. 謝啟姣.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[2]基于遙感數(shù)據(jù)挖掘定量反演城市化區(qū)域地表溫度研究[D]. 戴曉燕.華東師范大學(xué) 2008
碩士論文
[1]熱紅外遙感地表溫度反演方法應(yīng)用與對(duì)比分析研究[D]. 秦,.內(nèi)蒙古師范大學(xué) 2008
[2]基于遙感的石家莊市城市熱島效應(yīng)的空間分異規(guī)律研究[D]. 趙紅梅.河北師范大學(xué) 2008
[3]利用Landsat TM數(shù)據(jù)進(jìn)行地表比輻射率和地表溫度的反演[D]. 涂梨平.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3692296
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