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《浙江大学》 2004年
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地表演变对城市热环境影响的定量研究

王伟武  
【摘要】: 城市热环境是下垫面结构特征、城市人为热、气候条件等多因素综合作用的结果。近年来,随着全球气候变暖和城市化进程的加快,大量自然地表不断被城市地表所替代,产生了更为显著的热效应,城市热浪日益频繁,从而导致城市人群发病率和死亡率增加,城市热环境的日益恶化已成为当前影响社会经济可持续发展的重要因素之一。定量研究城市热环境,对改善人体舒适度和保障人身健康具有重要的理论和现实意义。 利用地面观测或数字空间模拟等常规方法研究城市热环境,存在工作量大、时效性差、成本高、精度不够等缺点。近年20来,遥感技术(RS)和地理信息系统技术(GIS)快速发展并表现出相互融合的发展趋势,利用RS技术可以从环境遥感影像数据中快速、准确、实时、经济地提取热环境信息;利用GIS技术强大的空间分析功能对提取的热环境数据进行定量分析和处理。因此,RS、GIS综合技术可以经济、直观、高效实现城市热环境的空间定量研究。 本文在多源遥感和非遥感空间数据支持下,以杭州市为例,综合运用RS、GIS空间分析技术,定量研究了地表演变对城市热环境变化的影响。主要研究内容为:(1)评述了国内外城市热环境和土地利用/覆盖变化定量研究现状以及城市热环境定量研究中常规技术与热红外遥感技术的特点、优势与不足,明确了目前城市热环境影响空间定量研究的主要难点和存在问题;(2)在归纳热红外遥感和大气对城市热红外遥感影响的物理机理基础上,修正并建立了一种基于Landsat TM/ETM+遥感数据地表温度反演简化模型,并且应用实测气象数据对模型进行了实例验证;(3)利用不同方法建立了定量研究的基础数据,包括城市地表类型、城市气温和城市地表温度三种空间数据,即利用地理空间矢量化方法和遥感数据分类解译方法建立了城市地表类型矢量数据和栅格数据;利用实测气温数据和气温栅格化模型建立了城市气温栅格数据;利用地表温度遥感简化反演模型建立城市地表温度栅格数据;(4)通过利用GIS技术对城市气温栅格化模型获取的1km~2栅格化空间数据和土地利用/覆盖类型矢量数据的空间运算,定量研究了土地利用/覆盖类型变动对城市气温的影响;(5)运用RS和GIS综合技术定量研究了土地利用/覆盖类型变动以及对城市地表温度的影响,揭示了通过NDVI的变动来实现这种影响的机理。 论文取得一些创新性成果:(1)针对Landsat热波段遥感数据的波段特征,修正并建立一种利用热红外波段DN值、大气透射率、大气平均作用温度、地表比辐射率ε直接快速反演城市地表温度的简化模型。实例验证结果表明,各观测点的反演误差均小于0.9℃,平均误差小于0.7℃;(2)实现土地利用/覆盖变化对城市气温 影响的定量研究。1991一1999年,最小气温所在旬日平均积温呈上升趋势,自然水 体演变为城市住宅区域上升巧.31℃,农用地演变为农居点、工业用地、城市综合 用地区域分别上升巧.90℃、巧.95℃、16.10℃;(3)实现土地利用/覆盖变化对城市 地表温度的影响的定量研究。1991一2001年,各区建设用地的地表温度峰值比例明 显增大,城市扩展区域地表平均温度上升7.82℃。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X820.3

知网文化
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张惠远;饶胜;迟妍妍;金陶陶;;城市景观格局的大气环境效应研究进展[J];地球科学进展;2006年10期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 冯晓刚;城市热岛效应演变与成因遥感研究[D];陕西师范大学;2011年
2 高亚锋;适于城市住区规划的室外热环境实测与模拟研究[D];重庆大学;2011年
3 贡璐;干旱区城市热岛效应定量研究[D];新疆大学;2007年
4 黄木易;快速城市化地区景观格局变异与生态环境效应互动机制研究[D];浙江大学;2008年
5 王祥;基于国产自主卫星的海表温度红外遥感机理与算法研究[D];大连海事大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 杨金香;热红外遥感技术在亚东—格尔木—锡铁山热环境中的应用[D];安徽理工大学;2006年
2 曾玥;城市热环境飞艇遥感观测方法标准化初探[D];华南理工大学;2012年
3 王莹;沈阳市城市热环境时空变化遥感研究[D];吉林大学;2013年
4 崔岩岩;城市土地利用变化对空气环境质量影响研究[D];山东建筑大学;2013年
【共引文献】
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔淑卿;赵来;吕成文;;黄山市土地利用变化及其对生态环境影响[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 张庆国;杨书运;刘新;;生态学在城市热污染防治中的应用[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 彭妮娜;易维宁;方勇华;;基于核函数的高光谱图像信息提取研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
4 宋会传;宋书云;贾复生;;现代遥感技术在矿山开发治理中的应用研究[A];河南省地质调查与研究通报2007年卷(上册)[C];2007年
5 黄丽虹;王龙波;;基于环境卫星的北部湾地区遥感影像制作及影像入库应用研究[A];全国测绘科技信息网中南分网第二十五次学术交流会论文集[C];2011年
6 魏真;朱钟炎;;关于景观设计的低碳化研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
7 陈飞宇;;无人驾驶飞机在四川国土资源管理中的应用[A];2011四川省水文、工程、环境地质学术交流会论文集[C];2011年
8 郭朝辉;龚亚丽;;利用环境减灾卫星进行干旱灾害监测研究[A];全国旱情监测技术与抗旱减灾措施论文集[C];2009年
9 于瑞宏;朱超;刘廷玺;;遥感技术在湖泊水体提取中的应用和展望[A];全国水资源合理配置与优化调度及水环境污染防治技术专刊[C];2011年
10 李萌;白中科;文乐琴;潘健;;基于像元二分模型榆神府矿区植被覆盖度研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周兴东;徐州市城区景观格局时空变化遥感监测与分析[D];山东科技大学;2010年
2 穆振侠;高寒山区降水垂直分布规律及融雪径流模拟研究[D];新疆农业大学;2010年
3 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
4 丁晓东;农田养分流失风险评价及养分平衡管理研究[D];浙江大学;2010年
5 邓睿;多源遥感数据和GIS支持下的台风影响研究[D];浙江大学;2010年
6 李爱民;基于遥感影像的城市建成区扩张与用地规模研究[D];解放军信息工程大学;2009年
7 王强;空间信息服务聚合的关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
8 王晓理;地理信息数据结构处理优化应用研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 黄义忠;丽江市地质环境脆弱性及其对策研究[D];昆明理工大学;2010年
10 陈兵;基于多平台棉花黄萎病的遥感监测研究[D];石河子大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 秦丽;大比例尺SOTER单元划分指标研究[D];华中农业大学;2010年
2 艾蕾;丹江口库区土地利用时空变化及生态安全评价初探[D];华中农业大学;2010年
3 高晓辉;基于DEA方法的农地利用效率差异研究[D];华中农业大学;2010年
4 韩筱婕;基于城市热岛减缓的湖泊湿地景观功能连通性研究[D];华中农业大学;2010年
5 刘涛;遥感图像分块分类技术的研究与应用[D];山东科技大学;2010年
6 胡红;矿区植物胁迫作用与遥感信息提取[D];山东科技大学;2010年
7 冯彦平;矿山开采影响下的环境遥感监测与评价[D];山东科技大学;2010年
8 孟培培;基于3S的土地督察信息系统研究[D];山东科技大学;2010年
9 张京钊;基于LUCC与RS/GIS的济南市生态安全评价[D];山东科技大学;2010年
10 王梁文敬;典型地物的极化后向散射特性分析及其在分类中的应用[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 熊文成;王桥;游代安;魏斌;申文明;孙中平;;环境卫星CCD数据全国快速镶嵌拼图应用评价[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第四卷)[C];2009年
2 吴延鹏;马重芳;;草坪温度计算模型及分析[A];全国暖通空调制冷2002年学术年会资料集[C];2002年
3 周立;;基于3S技术的核电站温排热污染监测模型研究[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王庆松;山东城市化发展战略对大气环境影响研究[D];山东大学;2010年
2 冯晓刚;城市热岛效应演变与成因遥感研究[D];陕西师范大学;2011年
3 杨兴科;藏北羌塘盆地热力构造作用特征及其演化[D];西北大学;2003年
4 白先春;我国城市化进程的计量分析与实证研究[D];河海大学;2004年
5 岳文泽;基于遥感影像的城市景观格局及其热环境效应研究[D];华东师范大学;2005年
6 丁丽霞;浙江省海涂土壤资源利用动态监测及其系统的设计与建立[D];浙江大学;2005年
7 欧阳婷萍;珠江三角洲城市化发展的环境影响评价研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
8 袁丽丽;城市化进程中城市土地可持续利用研究[D];华中农业大学;2005年
9 张金区;珠江三角洲地区地表热环境的遥感探测及时空演化研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2006年
10 葛忠强;基于RS和GIS的城市郊区生态质量综合评价研究[D];北京林业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋佳;基于MODIS数据的海面温度反演及应用研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 朱飞鸽;上海市城市化过程中城市热岛的时空动态变化研究[D];华东师范大学;2011年
3 黄超;基于CA-Markov模型的福州市景观格局动态模拟研究[D];福建农林大学;2011年
4 李雁;广州市城市扩张过程及热环境演变研究[D];广州大学;2011年
5 周宁芳;近50年全球气候背景下青藏高原温度变化特征分析[D];南京气象学院;2003年
6 戴南;基于决策树的分类方法研究[D];南京师范大学;2003年
7 赵福云;城市住宅小区热环境数值模拟[D];湖南大学;2003年
8 王莺;重庆地区住宅建筑设计与气候[D];重庆大学;2003年
9 张穗;武汉市城区冬季热场分布与热岛效应的初步研究[D];中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所);2003年
10 郑敬刚;郑州市热(干、湿、绿)岛效应研究与对策[D];河南农业大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄木易;;快速城市化地区的土地利用与景观格局演变特征分析——以杭州市区为例[J];安徽农业科学;2011年19期
2 李双成;赵志强;王仰麟;;中国城市化过程及其资源与生态环境效应机制[J];地理科学进展;2009年01期
3 谢苗苗;王仰麟;付梅臣;;城市地表温度热岛影响因素研究进展[J];地理科学进展;2011年01期
4 饶胜;张惠远;金陶陶;窦浩洋;;基于MODIS的珠江三角洲地区区域热岛的分布特征[J];地理研究;2010年01期
5 王咏薇;蒋维楣;郭文利;王晓云;;城市布局规模与大气环境影响的数值研究[J];地球物理学报;2008年01期
6 刘玉彻;王连仲;杨洪斌;汪宏宇;;沈阳2001-2010年热岛变化研究[J];环境科学与技术;2013年S1期
7 李绥;朱蕾;石铁矛;王炜;;城市街区可吸入颗粒物污染防治规划策略[J];城市发展研究;2014年01期
8 周媛;石铁矛;胡远满;刘淼;;基于城市气候环境特征的绿地景观格局优化研究[J];城市规划;2014年05期
9 ;Modeling the radiation balance of different urban underlying surfaces[J];Chinese Science Bulletin;2012年09期
10 崔耀平;刘纪远;胡云锋;王军邦;匡文慧;;城市不同下垫面辐射平衡的模拟分析[J];科学通报;2012年06期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 王咏薇;蒋维楣;;城市化进程对气象环境影响的数值研究[A];中国气象学会2007年年会生态气象业务建设与农业气象灾害预警分会场论文集[C];2007年
2 张晶晶;窦浩洋;张恩洁;赵昕奕;杜尧东;;珠江三角洲城市群热岛特征研究[A];中国气象学会2008年年会城市气象与城市可持续发展分会场论文集[C];2008年
3 王小兰;郝振荣;王雁;赵丽平;郭伟;杨爱琴;;PM_(10)质量浓度对灰霾天气的影响研究——以太原市为例[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集(第五卷)[C];2013年
4 王小兰;赵丽平;王雁;郭伟;贺洁颖;宋宇杰;;太原市灰霾天气变化特征及与PM_(10)质量浓度的关系研究[A];创新驱动发展 提高气象灾害防御能力——S9大气成分与天气气候变化[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯晓刚;城市热岛效应演变与成因遥感研究[D];陕西师范大学;2011年
2 管彦武;基于GIS的青藏高原地热信息系统研究[D];吉林大学;2007年
3 李娟娟;上海城市景观格局演变及其生态安全影响研究[D];复旦大学;2007年
4 赵军;平原河网地区景观格局变化与多尺度环境响应研究[D];华东师范大学;2008年
5 卢斌(王莹);基于格网GIS的艾比湖流域城市化与生态环境效应评价研究[D];西北大学;2010年
6 黄木易;快速城市化地区景观格局变异与生态环境效应互动机制研究[D];浙江大学;2008年
7 邹声华;复杂下垫面建筑自然通风热湿特性研究[D];上海大学;2010年
8 滕明君;快速城市化地区生态安全格局构建研究[D];华中农业大学;2011年
9 李莹莹;城镇绿色空间时空演变及其生态环境效应研究[D];复旦大学;2012年
10 白海花;内蒙古乌审旗近20年的植被景观动态及预测[D];内蒙古农业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邵宇翎;城市住区室外热环境数值模拟研究[D];浙江大学;2012年
2 郭倩;基于EOS/MODIS数据的地表温度反演及多层土温估算研究[D];南京信息工程大学;2008年
3 刘晓鞠;体现自然特征的城市河岸空间景观设计探讨[D];西安建筑科技大学;2008年
4 宋园园;基于TM/ETM数据的城市热岛效应及其与LUCC关系的研究[D];东北师范大学;2010年
5 夏栋;杭州湾南岸湿地景观生态系统服务价值变化及其驱动力研究[D];浙江大学;2012年
6 孙振如;南京市城市绿地降温效应研究[D];南京大学;2012年
7 沈燕;杨凌地区农村住宅建筑能耗与节能布局研究[D];西北农林科技大学;2012年
8 李琴;武汉市绿地消减大气PM10污染的作用研究[D];华中农业大学;2012年
9 陈利东;县级尺度建设用地景观格局变化及驱动机制研究[D];河北师范大学;2012年
10 游小丽;泉州市主城区景观格局动态研究[D];华侨大学;2012年
【二级参考文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 但尚铭;;成都平原城市热岛效应的卫星遥感分析(摘要)[A];第十三届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2001年
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