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基于遥感数据和景观生态理论的合肥市热岛效应动态分析

李鉴清  
【摘要】:近年来,在高速城市化的背景下,城市热环境被认为是主导整个城市环境的主要因素之一。城市的建设在很大程度上改变了城市下垫面的热力学性质,与热岛效应的形成有着密切的联系。合肥市作为安徽省的省会城市,近年来经济发展非常迅速,城市建设速度非常快,大量的耕地和森林用地被用来建设城市,城市规模不断扩大。虽然素有全国园林城市之称,但也避免不了热岛效应的产生。因此有必要对合肥热岛效应的空间分布特征、演变规律、成因,减缓措施进行研究分析,为把合肥建设成环境优美、生态良好、舒适惬意的现代化城市提供一定的理论依据。 本文基于热红外遥感的基本原理,结合景观生态学的方法,借助卫星遥感资料,运用遥感和地理信息系统技术,对合肥市城市热岛的空间分布特征、动态演变、热力景观格局、土地利用变化对热岛效应的影响以及植被参数与热岛效应强度的关系进行了分析。结果如下: (1)合肥市热岛的空间分布特征和动态演变结果表明:2002年、2006年和2010年合肥市都存在明显的热岛效应。2002年的热岛区域以老城区为中心,2006年热岛中心与2002年相似,热岛区域比2002年有所扩张。2010年的热岛区域在2006年的基础上几乎全面扩张,但热岛强度在局部区域有所降低。合肥市只在夏季呈现明显的城市热岛现象,而且强度比较强,其他季节没有形成很明显的城市热岛现象。 (2)对地表温度数据进行正规化处理,获取了合肥市热力景观格局分布图,分析热力景观格局的动态变化。2002年所有热力景观类型中,次低温区的斑块面积比和最大斑块指数都是最大的,说明2002年斑块类型中次低温区为优势斑块,占主导地位。2006年次低温区的斑块面积比和最大斑块指数都同样是所有热力景观类型中最大的,表明2006年次低温区同样占主导地位。而2010年斑块面积比和最大斑块指数最大的则是中温区,表明2010年的优势斑块为中温区。从2002年到2010年,热力景观类型的优势斑块从次低温区转变成了中温区,而2010年中温区又主要分布在主城区,因此城市热岛强度整体上有所增强。 (3)采用目视解译的方法对合肥市进行了土地分类,并分析了土地利用变化对城市热岛的影响。从2002年到2010年间,城矿用地面积急剧上升,而耕地面积急剧减少,减少的耕地大部分转换成了城矿用地。各土地利用类型中,城矿用地的平均温度最高,水域平均温度最低,城矿用地具有增强城市热岛强度的作用,而水域对减缓城市热岛强度效果最好,其次是绿地和耕地。城矿用地的大面积扩张,导致了城市热岛空间分布范围的扩展。 (4)分析了NDVI、GVI、Pv与地表温度之间的关系。NDVI与地表温度存在显著的负相关性,NDVI值越大,地表温度越低。NDVI与地表温度的线性回归方程为:y=303.31-10.23x(R~2=0.63)GVI与地表温度也存在明显的负相关性,与地表温度的线性回归方程为:y=304.66-10x(R~2=0.62)。NDVI和GVI对指示地表温度的空间分布的效果几乎一致的,Pv的指示效果稍差一点。


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