城市热环境变化及下垫面热储量的遥感监测
发布时间：2020-07-24 08:08
【摘要】：人类活动是全球变化的重要影响因素之一,它给气候、环境带来了重要影响。城市化和城市扩张是人类活动的集中体现,它使得城市周边的自然下垫面向不透水层进行转变,进而影响地气交互特征和局地/区域气候变化。城市不透水层主要由高传导率、高储热的材料组成,对太阳辐射的吸收和反射性质与自然下垫面有很大不同,不同的城市土地利用类型之间的热环境特征存在明显差异。城市化导致了极端天气增多、空气质量变差等环境问题的出现,最终影响人们的正常生活。论文的研究内容主要包括:(1)以京津冀城市群为例,利用改进的夜晚灯光指数(VANUI)监测京津冀城市群2001-2012年的城市化发展过程,对比了VANUI指数与传统夜间灯光指数对城市区域的监测能力差异及其优势所在。研究结果表明:VANUI城市指数能很好的弥补夜晚灯光指数在城市区域饱和的缺陷,并能够较好的反应城市区域的空间格局及相应的细节信息。根据VANUI结果,2001年-2012年间京津冀城市群扩张了约1倍,其中城市扩张速度最快的为河北省唐山市。从整个研究区域来看,在此十年间,VANUI以接近线性的发展趋势增加,从统计结果来看,2004-2007年及2009-2012年为研究区域VANUI普遍增长的时期。(2)基于MODIS地表温度产品,总结了2003-2012年京津冀城市群的热环境空间变化特征,并且分析了不同下垫面的地表温度特征。研究结果表明:京津冀城市群的热环境整体呈现南高北低的分布态势,城市区域的热环境特征表现出较为明显的增高趋势。自然下垫面与非自然下垫面之间的差异不但表现在地表温度差异上,也体现在温度变化的剧烈程度上。城市化是研究区热环境变化的重要调控因素。(3)以天津市气候观测站及西青区气象站周边为研究区域,利用Landsat 8影像和气象资料基于能量平衡方程反演下垫面存储热通量,并根据反演结果分析城市、郊区近地表能量分量的差异。研究结果表明:城市不透水层对能量的存储能力较强,工业区为下垫面热储量的最高值所在区域,其次为低层住宅区和道路。而自然下垫面的储热通量较小,但是裸地的储热能力与地表不透水层的热存储能力相差不大。耕地、草地、林地与水体的热量存储能力较低。根据以上对能量分量的反演结果,说明城市不透水层下垫面是引起城市热岛效应的重要原因之一。
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X16;P467;P407
【图文】：
图 1-1 研究的技术路线Fig.1-1 Technical Route of The Research1.4 论文组织结构本论文主要分为以下 6 个章节，具体章节安排如下：第 1 章 绪论。详细描述了进行本次研究的背景和意义，对城市热环境变化及下垫面热储量遥感监测的国内外研究现状进行了详尽的阐述；此外对论文的研究内容、技术路线与文章结构也分别作了简单介绍。第 2 章 研究区概况与数据介绍。主要介绍了研究区的自然地理环境、本次研究所需的数据类型。第 3 章 对 2001-2012 年京津冀城市群扩张情况的分析。该部分包括：基于植被校正的夜晚灯光指数的计算方法、VANUI 指数与 NTL 数据之间的比较、用VANUI 指数区分城市类型阈值的确定，以及京津冀城市群城市扩张的特征与过
津冀城市群位于 37°-41°N，115°40'-120°E 的范围内，既包含了我，也包含了重要的产业经济带。包含的行政区有北京、天津、河北的秦皇岛以及沧州（图 2-1）。该地区位于华北平原，西临太行山，北东临渤海，整体地势西北高东南低。从整体而言，京津冀区域山地北方，海拔约为 1000-1500 米，该区最高峰位于门头沟区西北部 2303 米。津冀地区属于温带半湿润地区，气候属于暖温带半湿润大陆性季季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春秋两季较短。其中 60%中在夏季的 6-8 月份。地区以京津为核心，引领区域内各城市的优势错位发展，实现城市原则，建成可以辐射全国及国际的有竞争力的经济带。尤其在过去该地区实现了经济快速发展，同时城镇化/城市化进程也得到了快速一体化发展趋势靠近。
了天津市气候观测站及西青区气象局的气时数据。主要是为了配合 2013 年 8 月 25 影像的地表能量平衡分析。由于天津市气候冠层较为复杂，对风速、气温等具有较大影数据仅适用于以观测站为中心的小范围的象站为中心的 2×2km 的范围之内，获取的所示。表 2-2 2013 年 8 月 25 日 11 时气象观测数据 2-2 The meteorological data of 11:00 a.m., Aug. 25气温 ℃ 海平面气压 Pa 相对湿度 % 33.4 1007.7 35 32.7 1008.4 32
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X16;P467;P407
【图文】：
图 1-1 研究的技术路线Fig.1-1 Technical Route of The Research1.4 论文组织结构本论文主要分为以下 6 个章节，具体章节安排如下：第 1 章 绪论。详细描述了进行本次研究的背景和意义，对城市热环境变化及下垫面热储量遥感监测的国内外研究现状进行了详尽的阐述；此外对论文的研究内容、技术路线与文章结构也分别作了简单介绍。第 2 章 研究区概况与数据介绍。主要介绍了研究区的自然地理环境、本次研究所需的数据类型。第 3 章 对 2001-2012 年京津冀城市群扩张情况的分析。该部分包括：基于植被校正的夜晚灯光指数的计算方法、VANUI 指数与 NTL 数据之间的比较、用VANUI 指数区分城市类型阈值的确定，以及京津冀城市群城市扩张的特征与过
津冀城市群位于 37°-41°N，115°40'-120°E 的范围内，既包含了我，也包含了重要的产业经济带。包含的行政区有北京、天津、河北的秦皇岛以及沧州（图 2-1）。该地区位于华北平原，西临太行山，北东临渤海，整体地势西北高东南低。从整体而言，京津冀区域山地北方，海拔约为 1000-1500 米，该区最高峰位于门头沟区西北部 2303 米。津冀地区属于温带半湿润地区，气候属于暖温带半湿润大陆性季季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春秋两季较短。其中 60%中在夏季的 6-8 月份。地区以京津为核心，引领区域内各城市的优势错位发展，实现城市原则，建成可以辐射全国及国际的有竞争力的经济带。尤其在过去该地区实现了经济快速发展，同时城镇化/城市化进程也得到了快速一体化发展趋势靠近。
了天津市气候观测站及西青区气象局的气时数据。主要是为了配合 2013 年 8 月 25 影像的地表能量平衡分析。由于天津市气候冠层较为复杂，对风速、气温等具有较大影数据仅适用于以观测站为中心的小范围的象站为中心的 2×2km 的范围之内，获取的所示。表 2-2 2013 年 8 月 25 日 11 时气象观测数据 2-2 The meteorological data of 11:00 a.m., Aug. 25气温 ℃ 海平面气压 Pa 相对湿度 % 33.4 1007.7 35 32.7 1008.4 32
【参考文献】
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1 米晓楠;白林燕;谭雪航;芦楠;彭改萍;邵琪;;基于DMSP/OLS数据的城市中心城区提取新方法[J];地球信息科学学报;2013年02期
2 王志铭;王雪梅;;广州人为热初步估算及敏感性分析[J];气象科学;2011年04期
3 张弛;束炯;陈姗姗;;城市人为热排放分类研究及其对气温的影响[J];长江流域资源与环境;2011年02期
4 张p
本文编号：2768555
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/2768555.html
