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近15年北京城区植被覆盖遥感监测及其对热环境影响研究

胡姝婧  
【摘要】:近几十年北京经济快速发展,产业结构实现了转型,城市功能结构和布局急剧调整,城市空间迅速扩张。快速的城市建设导致下垫面(植被、不透水层等)发生极大改变,人口密集、工业发达、人为热排放较多等导致城区温度普遍高于郊区。近些年,人们对生态环境关注密切,热岛作为影响城市环境的重要因素也越来越受到重视,其与城市下垫面的关系也日益成为研究的重点。 本文结合实际选取地表变化较大的北京六环以内为研究区,以1996、2002、2005、2009年的Landsat TM/ETM+为数据源。结合覃志豪单窗算法反演了地表温度,为开展城市热岛时空变化研究提供了数据源。综合线性光谱分离模型和模糊模型各自的优点,经过MNF变换、PPI指数计算、N维可视化分析后,使用FCM算法估算植被覆盖度,改进其传统流程。 以多角度分析了北京城区热岛、植被覆盖空间变化规律。制作东北—西南的地表温度剖面线,证明其呈现“两头低、中间高”的形式,并且北京站等地均出现了逐年增温的趋势;利用均值—标准差法地刻画地表温度场的分布,将次高温区和高温区纳入热岛区:发现1996-2005年热岛区范围在扩张,面积比重从34.3%升至36.0%,到2009年范围有所缩小。热岛强度从1996年的7.91降到2005年的4.85,热岛区分散。1996年到2009年植被覆盖度也发生了巨大的变化:低覆盖面积比重稳步增长;1996-2002年中覆盖面积缩小了513.5km2,2002-2009年中覆盖面积有了大约0.26%的微幅增长;高覆盖和全覆盖面积和比重也基本呈逐年下降的趋势,但近几年速度变缓。 本文还进行了植被覆盖与地表温度关系的探讨性研究,以2002年地表参量为例,借鉴景观生态学知识,建立植被覆盖景观格局指数,围绕植被覆盖格局如何影响热环境进行深入的分析。发现:LST不受NP的影响;CONTAG与LST具有较强的负相关关系,CONTAG的值每升高1,将带来0.19℃的降温效果;SHEI与LST呈正相关关系,SHEI指数值每升高0.1,将使地表温度升高1.3℃。


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