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时间升尺度方法对城市地表热岛强度计算的影响研究 被引量：1
1
作者 邹照旭 黄帆 +2 位作者 赖佳梦 刘紫涵 占文凤 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2018年第3期26-31,共6页
时间升尺度方法多用于减轻或消除卫星观测数据的缺失对城市热环境遥感研究的不利影响,然而不同时间升尺度方法对城市地表热岛强度计算是否存在差异,且该差异在多时间尺度上如何变化尚不明确。针对上述问题,该文对SMW平均法、ATCS和ATCE... 时间升尺度方法多用于减轻或消除卫星观测数据的缺失对城市热环境遥感研究的不利影响,然而不同时间升尺度方法对城市地表热岛强度计算是否存在差异,且该差异在多时间尺度上如何变化尚不明确。针对上述问题,该文对SMW平均法、ATCS和ATCE模型法3种时间升尺度方法进行了系统比较,总结了3种方法对城市地表热岛强度计算的影响及规律。结果发现:模型法(ATCS和ATCE)与SMW平均法的时间合成数据存在较大差异;晴空像元比例对基于3种方法生成的热岛强度影响显著,但随比例增加,热岛强度值愈加接近;多时间合成尺度下,SMW平均法和模型法计算的年内热岛强度最大值出现在不同的季节;随时间合成尺度的增大,SMW平均法的热岛强度变化较大,而模型法的热岛强度变化较稳定。总体表明:当卫星观测数据较多时,SMW平均法能够有效监测城市热环境;若卫星观测数据较少,应优先选择ATCE模型法。 展开更多
关键词 时间升尺度 城市地表热岛强度 地表温度 MODIS 长三角地区
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中国城市不透水面空间格局对热岛强度的影响
2
作者 郑自琪 庞博 +2 位作者 任汉承 陈浩铭 周斯聪 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期641-650,共10页
高速城市化带来的不透水面(ISA)扩张成为影响我国城市地表热岛强度(SUHII)的重要驱动因素.辨识不透水面的空间格局对热岛强度的影响仍有待研究.本文利用卫星地表温度(LST)数据和中国31个主要城市的高分辨率不透水面数据,全面分析了不透... 高速城市化带来的不透水面(ISA)扩张成为影响我国城市地表热岛强度(SUHII)的重要驱动因素.辨识不透水面的空间格局对热岛强度的影响仍有待研究.本文利用卫星地表温度(LST)数据和中国31个主要城市的高分辨率不透水面数据,全面分析了不透水面的面积、聚集度、斑块密度和边界形状复杂程度,以及人口和NDVI差异对热岛强度的影响.结果显示,我国城市的日间热岛强度存在明显的空间和季节变化,强度由南向北递减,而夜晚则相反.不透水面的面积、聚集度和边界形状复杂程度与热岛强度呈正相关关系,而斑块密度与热岛强度呈负相关关系.通过逐步多元线性回归模型,选取的景观结构、人口及植被变量指标能解释夏季昼夜热岛强度变化的63.7%、57.0%,以及冬季昼夜热岛强度变化的78.6%和39.8%.且不透水面的聚集度与边界形状与白天热岛强度相关性较大,不透水面面积及其聚集程度对夜晚热岛强度有显著影响.研究结果能够为优化城市景观结构和减轻热岛效应对城市安全的影响提供科学参考. 展开更多
关键词 城市地表热岛强度 中国主要城市 不透水面面积 逐步多元线性回归 因子重要性
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京津冀城市群热岛定量评估 被引量：47
3
作者 刘勇洪 房小怡 +2 位作者 张硕 栾庆祖 权维俊 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第17期5818-5835,共18页
在采用城乡二分法估算区域范围内多个城市地表热岛强度(Surface Urban Heat Island,SUHI)时,如何选择城镇化影响最小的周边乡村背景是一个技术难点,提出了一种基于地形、土地利用、植被覆盖和城市夜间灯光指数来确定乡村背景的SUHI估算... 在采用城乡二分法估算区域范围内多个城市地表热岛强度(Surface Urban Heat Island,SUHI)时,如何选择城镇化影响最小的周边乡村背景是一个技术难点,提出了一种基于地形、土地利用、植被覆盖和城市夜间灯光指数来确定乡村背景的SUHI估算方法,并建立了基于SUHI和热岛比例指数(Urban Heat Island Proportion Index,UHPI)的城市热岛强度定量评估方法。利用上述方法,基于长时间序列MODIS和NOAA卫星资料,开展了京津冀城市群11个平原城市热岛时空变化分析与评估,并开展了社会经济驱动因子对城市热岛大小的影响评估研究,同时结合未来京津冀一体化发展提出相应参考建议。研究结果表明:(1)建立的SUHI估算方法能有效监测城市群热岛年/季和昼/夜变化,近5年(2010—2014)年均SUHI≥3℃的热岛总面积1926km^2,但在热岛最强的夏季白天可达7386 km^2(占行政区域面积的5.8%);排名前四的分别是北京(2351 km^2)、天津(1883km^2)、唐山(889 km^2)和石家庄(611 km^2),显示出超大、特大城市及资源性城市贡献了大部分城市群热岛面积;各中心城区平均SUHI和UHPI分别为3.0℃和0.61,热岛评估达到较严重等级以上的城市占到73%,表明当前城市群整体热岛处于严峻现状;(2)1994、2004年和2014年夏季白天城市群强热岛面积分别为190、1975、4539 km^2,各中心城区平均SUHI分别为1.2、2.6、3.2℃,UHPI分别为0.29、0.58和0.69,热岛评估等级分别为"一般"、"较严重"和"严重"等级,反映了20年来京津冀城市群热岛迅速增强增大事实;(3)各城市年均热岛面积增加2—86 km^2/a,强热岛面积增加主要发生在超大城市,北京、天津强热岛区之间的最短空间距离从1994年的94 km逐步缩减到2014年的52 km,未来存在形成"京津区域热岛群"的可能,建议在京津之间建立"绿色生态屏障"来消除这种可能性;(4)城镇人口数、国内生产总值和用电量都极大地影响着京津冀城市热岛大小,拟合模型决定系数R2分别为0.9097、0.912和0.9661,意味着在未来京津冀一体化城市发展中可采取控制城市人口规模、减少能源消耗等措施减缓热岛效应。 展开更多
关键词 乡村背景 地表热岛强度 热岛比例指数 定量评估 经济驱动因子 京津冀城市群
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北京城市热岛的定量监测及规划模拟研究 被引量：43
4
作者 刘勇洪 徐永明 +1 位作者 马京津 权维俊 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2014年第7期1156-1163,共8页
为定量地评估北京城市热岛现状并预测未来北京城市热岛发展趋势,分别采用气温资料、遥感资料和城市规划资料进行了研究分析。对北京20个气象台站按照台站距离城市中心的距离划分为远郊、近郊和城市三类,分别计算三种类型站点经过海拔订... 为定量地评估北京城市热岛现状并预测未来北京城市热岛发展趋势,分别采用气温资料、遥感资料和城市规划资料进行了研究分析。对北京20个气象台站按照台站距离城市中心的距离划分为远郊、近郊和城市三类,分别计算三种类型站点经过海拔订正后的年平均气温,利用1971—2012年城市站和远郊站的年平均气温差值估算北京气温热岛的时间变化;利用1987—2012年的NOAA/AVHRR和Landsat-TM两种不同分辨率的卫星资料,采用定量化的指标——地表热岛强度和热岛比例指数分别估算了不同时期北京地区和城六区热岛强度和范围,并对北京平原地区的城市热岛状况进行了评估;利用2020年的北京城市规划土地利用资料,结合2008年的城市热岛现状监测结果对2020年的北京热岛状况进行了模拟分析。研究结果表明,北京城市的气温热岛与遥感监测地表热岛在时间变化趋势上具有一致性,不同分辨率卫星资料监测地表热岛在时空分布上也具有一致性。其中1971—2012年,以年平均气温计算的北京城市热岛强度增温率为0.33℃·(10 a)-1,近5年(2008—2012)平均热岛为1.12℃。遥感监测结果显示1987—2001年北京地区的热岛持续增强,2001年之后由于北京申奥的成功进行了大面积的旧城改造和绿化,使得城市热岛强度和范围在2004年和2008年有所降低,2008年之后城市热岛继续向东、南和北方向扩展,并出现了中心城区热岛与通州、顺义、大兴、昌平热岛连成片的趋势,到2012年城六区热岛面积百分比已从1990年的31%增加到77%。由热岛比例指数确定的北京各区县热岛强度排名前三分别是城区、海淀和丰台,延庆县最低。对2020年城市规划图热岛模拟结果显示北京热岛已由"摊大饼"演变为"中心+周边分散"模式,中心城区热岛强度和范围明显减弱,周边广大远郊区将出现分散型小热岛,城六区热岛面积将从2012年的77%降至为60%,显示北京未来通过城市规划改善城市热岛任务的艰巨性。 展开更多
关键词 气温热岛 地表热岛强度 热岛比例指数 城市规划 热岛模拟 北京
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珠三角城市群热岛时空分布及定量评估研究 被引量：20
5
作者 张硕 刘勇洪 黄宏涛 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期1157-1166,共10页
在利用卫星资料估算地表城市热岛(SUHI)时,选择具有代表性的乡村背景区域对于热岛评估结果的准确性与科学性具有重要意义。通过改进乡村背景选择算法建立一种在区域或全球尺度上相对简单合理的SUHI估算方法,并引入热岛面积、热岛比例指... 在利用卫星资料估算地表城市热岛(SUHI)时,选择具有代表性的乡村背景区域对于热岛评估结果的准确性与科学性具有重要意义。通过改进乡村背景选择算法建立一种在区域或全球尺度上相对简单合理的SUHI估算方法,并引入热岛面积、热岛比例指数等指标开展珠三角城市群热岛时空分布特征分析及定量评估。研究结果表明:(1)文章建立的SUHI估算方法能有效监测城市群热岛年/季和昼/夜变化,气候背景可能是城市群季节SUHI变化的一个决定性因子;(2)近5年(2010—2014)珠三角城市群已形成一个广州、佛山、中山、东莞和深圳等城市相连的巨大"区域热岛群",且白天和夜晚存在多个不同的热岛中心,年均SUHI>3.0℃的热岛总面积为700 km^2,排名前3的城市分别为佛山(277 km^2)、东莞(228 km^2)和广州(110 km^2),其中心城区SUHI分别为3.1℃、1.9℃和1.5℃;(3)夜晚热岛强于白天,最强热岛出现在秋季夜晚,SUHI>3.0℃的热岛总面积可达6 169 km2(占行政区域面积的11%),排名前3的城市分别是东莞(1 514 km2)、佛山(1 420km^2)和广州(1 280 km^2),且9个城市有8个中心城区热岛评估等级在4(严重)以上,显示珠三角大部分中心城区热岛都很严重,且经济结构在很大程度上影响着城市热岛强弱;(4)从1994—2014年,城市群SUHI I>3.0℃的热岛总面积从6 km^2增加到4 812 km^2,中心城区平均SUHI从0.1℃增加到1.8℃,热岛评估等级从1级(轻微)上升到4级(严重),这种变化反映了珠三角城市群迅速扩展所导致的热岛强度增加和范围扩大的事实。 展开更多
关键词 地表热岛强度 乡村背景 热岛比例指数 时空分布 珠三角城市群
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局地气候区框架下的城市热岛特征及缓解策略——以郴州市为例 被引量：7
6
作者 陈亚萍 郑伯红 +1 位作者 谢杨辉 曾祥平 《城市规划》 CSSCI CSCD 北大核心 2023年第12期106-116,共11页
局地气候区提供了标准化的城市空间分类框架,在明确局地气候与城市空间形态关系、沟通跨学科的信息等方面有重要作用。以郴州市为例,首先计算、叠加和聚类8个局地气候区指标,获得局地气候区图,然后进一步分析夏季高温月份中不同局地气... 局地气候区提供了标准化的城市空间分类框架,在明确局地气候与城市空间形态关系、沟通跨学科的信息等方面有重要作用。以郴州市为例,首先计算、叠加和聚类8个局地气候区指标,获得局地气候区图,然后进一步分析夏季高温月份中不同局地气候区类型的地表温度和热岛强度的时空特点,以及局地气候区指标与平均地表热岛强度之间的关系。最后,从热岛重点控制单元、重点控制局地气候区类型和局地气候区指标3个层面提出缓解城市热岛的规划策略。研究发现,在200m×200m的栅格精度下,郴州市的核心区域以紧密中层(LCZ-2)和紧密低层(LCZ-3)居多,开敞中层(LCZ-5)和开敞低层(LCZ-6)通常出现在核心区外围,紧密高层(LCZ-1)和开敞高层(LCZ-4)数量较少。在夏季高温季节,建成环境型LCZ的平均地表温度明显高于自然环境型,紧密型LCZ-1-3和工业型LCZ-8B的地表温度和地表热岛强度较高。大面积的生态冷源集中在风景名胜区(LCZ-A),其他自然环境型(LCZ-B-D和LCZ-G)在建成区内形成若干小冷源。不透水率、植被覆盖率、天空视域因子与平均地表热岛强度的相关性较高。局地气候区图有助于确定城市热岛缓解的关键区域,为制订城市气候优化相关的规划策略提供重要参考。 展开更多
关键词 城市规划 局地气候区 地表温度 地表热岛强度 郴州市
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利用Landsat资料的南宁近年来城市热岛效应研究 被引量：5
7
作者 陈正华 马小雨 +5 位作者 张威 许华 王纪坤 贾丹丹 姚焕玫 宿鑫 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第2期378-388,共11页
城市热岛效应是一种由于城市建筑及人们活动导致的热量在城区空间范围内聚集的现象,是城市气候最明显的特征之一。遥感作为监测城市热岛效应的重要手段,具有大面积的同步观测、覆盖范围广且成本低的优势。本文收集南宁市2003年~2016年... 城市热岛效应是一种由于城市建筑及人们活动导致的热量在城区空间范围内聚集的现象,是城市气候最明显的特征之一。遥感作为监测城市热岛效应的重要手段,具有大面积的同步观测、覆盖范围广且成本低的优势。本文收集南宁市2003年~2016年期间的6期秋季(9月和10月)Landsat5和Landsat8遥感数据,反演得到地表温度。在此基础上计算出地表热岛强度指数和热岛比例指数,得到不同时期南宁市区热岛强度和范围,并对城市热岛状况进行了评估。结果表明:①从西北—东南方向剖面线可以看出,地表温度和NDVI呈相反趋势,市区温度高,城郊温度低;NDVI则相反;②2010年以后的城市热岛效应越来越严重,表现在热岛效应的强度和范围呈现大幅度增加趋势;③2006年前,热岛效应集中在快速环道以内区域,2010年前热岛效应集中在快速环道以内及周边区域,之后城市热岛范围在整个研究区内急剧扩张,并且程度加强;④城市热岛效应的产生和发展与城市化进展密切相关,由于未开发的植被覆盖区转变为建筑物、道路等不透水面,导致NDVI植被退化,这与城市热岛现象在空间上具有很好的对应关系。⑤2016年城市热岛效应评价中“急需缓解”的面积占整个研究区域的0.6%,“需要缓解”占18.6%,“警惕状态”占16.3%,“安全状态”占64.4%。 展开更多
关键词 遥感 地表温度 城市热岛效应 地表热岛强度 热岛比例指数
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局地气候分区下的杭州中心城区城市热环境研究
8
作者 陈舟 李胜 《绿色科技》 2024年第9期67-74,142,共9页
以杭州市主城区为例,运用局地气候分区分类框架分析杭州城市热环境。整合卫星遥感影像、建筑物矢量等多源数据,开展了杭州市中心城区局地气候分区分类制图,探讨各LCZ类型分布格局,分析类间和类内热特征和季节差异。①根据城市建筑矢量... 以杭州市主城区为例,运用局地气候分区分类框架分析杭州城市热环境。整合卫星遥感影像、建筑物矢量等多源数据,开展了杭州市中心城区局地气候分区分类制图,探讨各LCZ类型分布格局,分析类间和类内热特征和季节差异。①根据城市建筑矢量、地物覆盖分类数据,利用WUDAPT构建研究区LCZ地图;②利用Landsat 8卫星遥感影像通过GEE反演得到研究区逐月地表温度数;③结合LCZ地图和多时相地表温度数据,分析不同局地气候分区各季节间的热环境差异。结果表明:研究区内建筑以中低层为主,且多为开阔类型,自然地表覆盖中低植被区LCZ D占主要比例;LCZ 1-LCZ 3密集建筑类型较其他建筑类型地表温度更高,且随着建筑高度的升高温度依次降低;除水体外,LCZA是所有类型温度最低的区域;夏季各分区之间温度差异显著,夏季热岛强度达到全年最大值,春秋两季热岛强度相近,但是变化趋势不同;类内热岛内部相对稳定,强度变化受周边环境特征影响较大,LCZ 5.1的特征要素相关系数与城市整体变化趋势不一致,尽管占比较高,但不能主导整体变化趋势,BSF在秋季的影响最大(每升高10%升高0.7℃),PSF和ISF在四季的影响力相近,且夏季最高,冬季最低。研究结果能够为城市规划设计和公园建设提供参考,助力于城市的可持续健康发展。 展开更多
关键词 城市规划 局地气候分区 地表热岛强度 杭州
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面向城市规划的热环境与风环境评估研究与应用——以济南中心城为例 被引量：39
9
作者 刘勇洪 张硕 +3 位作者 程鹏飞 陈鹏 魏来 房小怡 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期1892-1903,共12页
在城市尺度规划中如何定量评估规划方案对热环境与通风环境的影响是一个技术难题。基于遥感和GIS技术,建立了一套面向城市规划的热环境与通风环境评估指标和技术方法,其中热环境可采用遥感估算的地表热岛强度(SUHI)、热岛比例指数(UHPI... 在城市尺度规划中如何定量评估规划方案对热环境与通风环境的影响是一个技术难题。基于遥感和GIS技术,建立了一套面向城市规划的热环境与通风环境评估指标和技术方法,其中热环境可采用遥感估算的地表热岛强度(SUHI)、热岛比例指数(UHPI)以及生态冷源等级进行评估;通风环境评估则包括背景风环境和地表通风潜力两方面,前者可通过气象观测统计或数值模拟得到,后者可根据下垫面动力粗糙度长度(RL)和天空开阔度(SVF)进行估算。基于城市形态学模型,RL可以由建筑密度和建筑高度进行估算,SVF可由高分辨率数字建筑高程模型进行估算。在此基础上进行通风潜力等级划分,并采用通风潜力指数(VPI)定量评估一个地区的总体通风状况。应用上述指标和方法,利用2015年济南6月12日Landsat 8卫星资料、2013年1∶2 000基础地理信息资料和2020年城市规划资料,对济南中心城区规划前后热环境与风环境进行了定量评估,并基于生态冷源、热岛强度、地表通风潜力和背景风初步开展了济南中心城通风廊道规划应用,同时给出了相关规划策略和建议。研究结果显示:(1)文章建立的热环境与风环境评估指标和技术方法可有效应用于城市规划前后变化评估中;(2)热岛强度、地表通风潜力的高低与城市分区功能定位和土地利用类型有直接关系,规划后(2020年)热岛比例指数(UHPI)从0.31增加到0.38(均为"较轻"等级),通风潜力指数(VPI)从0.89("好"等级)降至0.74("较好"等级);(3)初步构建的3条一级廊道和10条二级廊道规划方案,将有利于缓解济南中心城区热岛效应和增强城市空气流动性。 展开更多
关键词 城市规划 地表热岛强度 生态冷源 粗糙度长度 天空开阔度 地表通风潜力 通风廊道
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