福州市不透水面及热环境空间格局演变

发布时间：2020-07-07 10:57

【摘要】：快速城市化使原本以植被覆盖的地表被沥青、水泥等不透水地表所代替,改变了大气与地表的物质能量交换,加之人口增长和工业生产所排放的废热增多,城市热岛效应愈发显著,热环境越来越成为影响城市居住质量的核心指标。本研究以近年来被誉为“夏季新火炉”的福州市为例,以1989～2013年8期Landsat遥感影像为数据源,基于遥感和GIS技术,提取出福州市1989～2013年不透水面信息,并反演出地表温度。进一步对福州市城市热环境的年际和季节空间分布格局、不透水面分布格局特征进行了详细分析,最后获得不透水面盖度和景观指数与地表温度的定量关系。研究结果表明:(1)福州市城市热岛效应空间和时间分布特征明显:夏季平均地表温度从1989年的27.07℃上升到2013年的34.98℃,增加7.91℃;城市热岛空间聚集效应明显,城市中心温度大于城市边缘和郊区;城市热岛区范围从中心向四周不断扩展,低温、较低温、中温等级区不断的向次中温、次高温和高温等级区发展。“高温区”面积增加4.77%,且其增加方向与城市扩展方向基本一致。仓山区“高温区”面积增加34.26%,鼓楼区次之,晋安区东南部也有所增长。“高温区”所占研究区面积比例夏季最少(2002年和2013年分别为23.04%和26.87%),秋季次之,冬季最多。夏季热岛效应最明显,而秋季最差。秋季和冬季特高温和高温等级面积比例分别上升7.87%和8.23%,与低温区差异逐渐加大,热岛效应逐渐增强。(2)福州市不透水面盖度变化特征为:不透水面面积在1989～2013年里,从67.36km2扩展到180.32km2,增加1.68倍。盖度平均值逐年上升,增长8.10%。分区来看,鼓楼区、仓山区和晋安区平均值逐年上升,分别增长8.68%、13.69%和6.66%,仓山区增幅最大,台江区下降7.63%,而以林地占据较多面积的马尾区上升幅度较小。(3)福州市不透水面盖度和地表温度相关性显著:不透水面盖度每提高0.1,归一化地表温度最高可上升0.64；从年际变化上看,归一化地表温度与聚集度指数AI和景观百分比指数PLAND有着显著的高相关性,且当不透水面盖度处于30%～50%和50%～70%之间时,其相关程度明显高于其他盖度等级(最大相关性可达0.951)。夏季,各景观指数和归一化地表均温相关性最好(最高为0.951),秋季次之(最大为-0.842),冬季最弱(最大为0.837)。且均表现为在2002年与AI相关性最高,2013年与AI和PLAND相关性最高的规律。随着城市化的发展,秋冬季节的二者相关性显著上升,城市热岛效应越来越强烈。
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X16
【图文】：

遥感影像,地理位置,图层,琅岐岛

本文研宄以福州市５区（除马尾区琅岐岛外）为研究对象，因此，需要对原始逡逑图像进行裁剪，在ＥＮＶＩ５．１中，做出相应ＲＯＩ图层，并根据该图层裁剪出研究区域逡逑的遥感影像，如图１－１所示。逡逑由逦＇、仓山区逦＾逦０逦３逦６Ｋ？逡逑图１－１研宄区地理位置逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｔｕｄｙ邋ａｒｅａ逡逑－１２－逡逑

福州市,反演,定性评价,亮度温度

逡逑得到的地表温度数据如图２－１所示。同时选取三期反演数据，将亮度温度与反演地逡逑表温度进行比较（表２－２），定性评价反演结果，根据前人研究成果［６６］，可认为研究逡逑结果是比较合理的。逡逑[椤浚海哄义衔∫磺劐逡诲义希掊危奕ぃ悖╁巍弧＃乇韘D）逡逑图２－１邋１９８９？２０１３年福州市地表温度反演结果逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｌｉｅ邋ｌａｎｄ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｆｒｏｍ邋１９８９邋ｔｏ邋２０１３逡逑－１６－逡逑

等级图,等级图,福州市,归一化

温区”包括次高温、高温和特高温三个等级区间，“低温区”即包括低温、较低温和次逡逑中温三个等级区间。随后，制成福州市地表温度等级空间分布图，并统计各等级的逡逑面积。统计结果如图２－２、表２－５和２－６所示，据此，可以看出福州热环境的空间年逡逑际变化格局及趋势。逡逑表２４归一化地表温度等级区间划分标准逡逑Ｔａｂ．２－４邋Ｃｌａｓｓｅｓ邋ｏｆ邋ｈｅａｔ邋ｖａｒｉａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ邋ｌａｎｄ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ逡逑逦归一化地温等级逦区间范围逦逡逑１邋级低温逦Ｔ？ｉ＜ＴｍＫｍ－２．５ｓ逡逑２逦级较低温逦Ｔｍｅａｎ邋－邋２．５ｓ邋￡邋Ｔ？ｉ邋＜邋Ｔｍｅａｎ邋－邋１．５ｓ逡逑３逦级次中温逦Ｔｍｅａｎ邋－邋１．５ｓ邋￡邋Ｔｎｉ邋＜邋Ｔｍｅａｎ邋－邋０．５ｓ逡逑４邋级中温逦Ｔｍｅａｎ－0．５ｓ￥Ｔ邋＜邋Ｔ＿ｎ＋０．５ｓ逡逑５邋级次局温逦Ｔｍｅａｎ邋＋邋0．５ｓ邋ＳＴｎｉ＜邋Ｔｍｅａｎ邋＋邋１．５Ｓ逡逑６邋级尚温逦Ｔｍｅａｎ邋＋邋１．５ｓ邋￥邋Ｔｎｉ＜邋Ｔｍｅａｎ邋＋邋２．５ｓ逡逑逦７邋级特高温逦Ｔｎｉ＞邋Ｔｍｅａｎ邋＋邋２．５ｓ逦逡逑注：Ｔｎｉ为归一化后的像元值，Ｔｍｅａｎ为归一化后所有像元平均值，Ｓ为标准差．逡逑红色和橙色所代表的的“高温区”（次高温、高温和特高温）主要集中在福州城逡逑市中心地带，而以绿色和浅绿色所代表的“低温区”（低温、较低温和次中温）主要．逡逑分布在山体和城市郊区，市区温度明显高于郊区，城市热岛效应显著，且晋安区北逡逑部以宦溪镇、寿山乡为代表的乡镇分布大片林地，在城区北部新店镇建成区形成一逡逑－１９－逡逑

【参考文献】