基于城市地表覆被类型变化的城市热岛效应研究 ——以宁波城区为例

论文摘要

以不透水面、植被、水体为代表的地表参数的变化决定了城市的热环境质量。本研究利用Landsat卫星影像反演了宁波市1995、2002、2009年的不透水面、植被、水体、地面温度等主要地表参数,并对其进行空间格局分析和相关关系的定量分析,试图揭示14年间宁波市土地利用和地表温度变化的动态特征,为城市规划和热环境改善提供理论依据和决策参考。研究发现：(1)宁波市区及其周边地区的地表覆类型被在近14年发生了较大的变化。主要表现为主城区和不透水面面积大幅增加,而植被面积却在不断减少,水体面积相对稳定,主城区的面积由1995年的47.10km2增加到2009年的200.75km2,14年间增加了153.65km2,是原先的4.26倍。(2)不透水面、植被和水体等因子在主城区中的变化速率要明显快于其在整个研究区中的变化速率,1995—2002年间主城区面积增速为21.59%,约是2002—2009年增速的1倍,说明1995—2002年间为宁波市主城区的急速扩张阶段,14年间随着主城区面积的扩展,其内部各地表覆被类型所占比例没有明显变化。(3)宁波城区地表景观格局在14年间发生了较大的变化,具体表现为在研究区层面上,植被在面积比例减少的同时,斑块趋于破碎,斑块平均面积越来越小,破碎度越来越高。而不透水面在面积上升的同时,斑块数目不断增多,平均面积逐渐加大,破碎程度明显降低,斑块之间趋于集聚,从而使得构成热岛的斑块逐步扩大和汇聚。而与此相应的是,在主城区层面上,出现了相反的格局变化趋势,本研究认为这是14年间主城区热岛效应有所降低的主要原因。(4)14年间研究区城市热岛范围明显扩大,热岛效应逐渐加强,主成区内的热岛斑块所占比例逐渐下降。1995年热岛斑块分布相对集中,主要在主城区和西北部的镇海区,之后随着城市的扩张以及周边乡镇工业产业的快速发展,热岛斑块的面积也随之增加,遍地开花,其中工业仓储用地和交通运输用地具有较强的热岛贡献效应。(5)研究区夏季植被温度比不透水面低2.6℃,水体温度比不透水面低4.16℃,在主城区因热岛效应的影响,植被比不透水面低2.05℃,水体比不透水面低3.02℃。从单因子回归模型可以定量看出,夏季主城区内不透水面面积比例提高10%,地面温度会提高0.35℃,植被面积比例提高10%,地面温度会降低0.29℃。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 热岛效应研究方法
• 1.3 以遥感数据为基础的热岛效应国内外研究进展
• 1.4 研究内容与技术路线
• 2 研究区概况与数据处理
• 2.1 研究区概况
• 2.1.1 自然概况
• 2.1.2 社会经济概况
• 2.2 数据来源与处理
• 2.2.1 数据介绍
• 2.2.2 数据预处理
• 2.2.3 遥感数据分类
• 2.2.4 地表温度反演
• 2.2.5 景观格局指数的选取
• 3 结果与分析
• 3.1 主要地表覆被类型变化分析
• 3.1.1 面积变化分析
• 3.1.2 景观格局变化分析
• 3.2 城市热岛时空变化特征
• 3.2.1 热岛强度及面积变化分析
• 3.2.2 热环境的空间分异特征
• 3.3 城市热环境与地表覆被类型的关系分析
• 4 结论与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介
• 导师简介