天津地區(qū)城市熱島效應(yīng)及其與地表參數(shù)變化關(guān)系分析.pdf

1、近幾十年來城市化進(jìn)程加速發(fā)展，使城市范圍不斷擴(kuò)大，城市周邊的植被、水體等自然景觀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯さ牟煌杆?，使其生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，從而加劇了城市熱島效應(yīng)，并進(jìn)一步危及到城市的能源使用和環(huán)境問題。天津市為我國四大直轄市之一，緊鄰首都北京，城市化水平高，城市熱島效應(yīng)顯著。針對天津地區(qū)的狀況，有必要從地表參數(shù)變化角度分析城市熱島效應(yīng)，為天津地區(qū)城市熱島緩解提供科學(xué)依據(jù)。
　　本文選取2001年9月1日、2006年7月21日、2009年8月

2、30日、2013年8月25日的四幅研究區(qū)的Landsat衛(wèi)星遙感影像，采用單窗算法反演地表溫度，并運(yùn)用城市熱場變異指數(shù)劃分城市熱島等級，用于分析城市熱島時(shí)空變化特征及城市熱島景觀格局。通過城市熱島分布典型區(qū)分析發(fā)現(xiàn)城市熱島產(chǎn)生與植被、水體轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌杆娴臓顩r密切相關(guān)。在此基礎(chǔ)上，選取植被指數(shù)NDVI、水體指數(shù)MNDWI、不透水面指數(shù)NDISI，運(yùn)用閾僮法通過多次試驗(yàn)獲取植被、水體和不透水面分布區(qū)，分析地表參數(shù)變化特征。最后，將影響城市熱

3、島的地表溫度與其他參數(shù)做剖面分析和單因子、多因子相關(guān)分析，以及城市熱島與地表參數(shù)的空間疊加分析。研究結(jié)果包含以下幾方面:
　　(1)天津地區(qū)城市熱島面積不斷擴(kuò)大，空間分布不均，主要集中在中心城區(qū)，同時(shí)中心城區(qū)與環(huán)城四區(qū)的交界地帶成為了新的熱島分布區(qū)，總體呈現(xiàn)出由中心城市向環(huán)城四區(qū)不斷擴(kuò)張的趨勢。城市熱島等級時(shí)空變化明顯，形成由極強(qiáng)熱島占優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)槿鯚釐u占優(yōu)勢的分布特征。熱島景觀格局向聚集化方向發(fā)展，形狀趨向復(fù)雜化，結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)團(tuán)簇狀

4、分布，各等級熱島景觀面積分布趨于均勻。
　　(2)中心城區(qū)與環(huán)城四區(qū)交界地帶地表參數(shù)變化明顯。主要表現(xiàn)為植被和水體面積不斷減少，不透水面面積快速增加，地表溫度逐漸升高。
　　(3)基于地表參數(shù)剖面分析和定量化相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，地表溫度與植被、水體呈線性負(fù)相關(guān)，地表溫度與不透水面呈非線性指數(shù)正相關(guān);不透水面使地表溫度的增溫作用強(qiáng)于植被和水體對其降溫作用之和。通過城市熱島與植被、水體、不透水面的空間疊加發(fā)現(xiàn)，熱島區(qū)主要位于在不透水面