西安都市圈熱環(huán)境遙感研究.pdf

1、城市是人類創(chuàng)造出來的人工生態(tài)系統(tǒng)，以人類聚居為中心，人類與客觀世界有大量物質(zhì)和能量交換，同時產(chǎn)生大量廢棄物，因而城市是人與自然矛盾最集中的地方。城市化過程與城市氣候、城市環(huán)境之間存在著時序和空間上的相互作用和相互依賴關(guān)系。城市化引起的城市大氣污染、城市熱島、城市災(zāi)害等城市病日趨嚴重，如何建設(shè)生態(tài)城市，使之可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)引起了廣泛的重視。
　　本文以西安都市圈為例，在GIS技術(shù)的支持下，以Landsat5 TM和Landsat8

2、OLI/TIRS，MODLT1M遙感影像為數(shù)據(jù)源，輔以西安都市圈、西安市中心城區(qū)的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及其它相關(guān)資料，通過不同模型反演得到西安中心城區(qū)地表溫度數(shù)據(jù)，采用分型網(wǎng)絡(luò)算法提取西安中心城區(qū)城市熱島范圍，分析了西安中心城區(qū)城市熱環(huán)境空間分布格局及其變化特征；利用混合光譜分解的方法得到西安中心城區(qū)不同城市下墊面分量，研究了城市地表溫度與不同下墊面因素之間的關(guān)系，并以西安市中心城區(qū)內(nèi)10個公園為典型例子，分析了西安中心城區(qū)公園內(nèi)部地表溫度與公

3、園斑塊特性之間的關(guān)系，探索了公園的降溫范圍；以MODLT1M數(shù)據(jù)產(chǎn)品為基礎(chǔ)，采用均值-標準差的方法劃分城市熱島范圍，揭示了西安都市圈熱環(huán)境的季節(jié)、晝夜變化特征。本文的主要結(jié)論如下：
　?。?）西安中心城區(qū)地表平均溫度連年升高，增溫明顯，高溫與最高溫區(qū)空間分布范圍也隨城市規(guī)模擴張而增大。1988-2006年，西安中心城區(qū)高溫與最高溫區(qū)所占比例增大，2006~2014年高溫與最高溫區(qū)所占比例減小。熱島區(qū)與次熱島區(qū)在2006年以前基本保

4、持擴張的態(tài)勢，2006年后，呈現(xiàn)出面積縮小的趨勢。26年間，中間區(qū)、次熱島區(qū)以及熱島區(qū)區(qū)的面積增加，冷島區(qū)與次冷島區(qū)的面積減少，面積變化的絕對值依次為：冷島區(qū)>中間區(qū)>次熱島區(qū)>次冷島區(qū)>熱島區(qū)。
　　西安市中心城區(qū)的高溫區(qū)主要分布在人口、居住、商業(yè)密集的城市核心區(qū)、企業(yè)密集的經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、較大面積拆遷地以及植被覆蓋較差的區(qū)域；低溫區(qū)、次低溫區(qū)主要沿渭河、灞河、漢城湖等河流呈帶狀分布，在漢長城遺址保護區(qū)、曲江遺址公園、大唐芙蓉園

5、、興慶宮等公園綠地區(qū)以及已納入城市規(guī)劃區(qū)范圍但仍存在大片農(nóng)田的長安區(qū)、臨潼區(qū)等地也有分布。
　　（2）采用混合光譜分解等方法提取城市下墊面信息，分析城市各種下墊面與地表溫度之間的關(guān)系；構(gòu)建公園對周邊環(huán)境降溫的影響模型，探討城市公園對其周邊地區(qū)的降溫效果。研究發(fā)現(xiàn)，西安中心城區(qū)地表植被覆蓋度與地表溫度呈對數(shù)負相關(guān)，不透水面與地表溫度呈對數(shù)正相關(guān)關(guān)系?？梢酝ㄟ^增加植被覆蓋度，合理有效地在城市建筑用地、道路、房屋頂部增加綠化面積等方式降

6、低地表溫度，從而緩解城市熱島現(xiàn)象。
　　公園斑塊特征參數(shù)與地表平均溫度間的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，公園內(nèi)部溫度與公園的周長、面積呈顯著負相關(guān)關(guān)系、與周長面積比呈顯著正相關(guān)。距公園的距離增大，溫度呈遞增趨勢，但達到一定距離時表現(xiàn)出無規(guī)律變化；距公園斑塊的距離越大，降溫幅度逐漸降低，溫差與距離呈不明顯的對數(shù)關(guān)系。公園降溫范圍的大小受公園斑塊特性以及周邊環(huán)境的影響，公園面積、周長以及形狀指數(shù)均與公園降溫范圍呈線性正相關(guān)性，但相關(guān)度不高，因此可以