西安城市景观格局与热环境效应研究

发布时间：2017-04-12 12:54

  本文关键词：西安城市景观格局与热环境效应研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济的发展,城市化的进程加快,原来由自然植被覆盖的地表逐渐被水泥、沥青等不透水面所取代,使得城市下垫面的热力属性改变,进而影响城市热环境。在城市的发展过程中还伴随着人口、工矿企业数量的急剧上升,这样一来在日常生产和生活中,将向城市排放大量的废热、废气,破坏城市生态环境。西安作为新丝绸之路的起点,在“一带一路”战略的带领下,逐步迈向国际化大都市,城市规模不断扩大,城市热环境恶化,第21届联合国气候变化大会中明确气温上升不超过2℃的目标,所以研究西安城市热环境具有重要意义。本文综合地面观测法、热红外遥感技术、数值空间模拟三种研究城市热环境的方法,采用遥感监测的方法研究西安城市热环境,对比现有遥感数据的优缺点,选用2000年、2007年、2014年三个时相的Landsat TM/ETM+和OLI遥感数据,并对遥感数据进行校正、裁剪及增强等处理,选择辐射传输方程法来反演地表温度,基于等距划分的方法对地表温度进行归一化处理和等级划分,划分为强热岛区、热岛区、中间区、绿岛区、强绿岛区五个区,得到地表温度等级划分图,进而分析西安市热环境的时空变化。然后,利用Fragstats软件计算研究区热景观格局指数并对其进行分析,揭示热景观格局的演变规律。最后,定性分析了影响西安城市热环境的自然因素和人为因素,从合理规划城市建设、控制城市热源和污染物的排放等方面提出改善措施。本研究中得到的主要结论如下:(1)西安市城市热场的分布范围整体上出现了由城市中心向外围扩大的趋势,其空间形态呈现散点状到连片状再到扩散转移状的变化特征。2000-2007年间,强热岛区和热岛区面积明显增大,中间区和绿岛区都有减少,但是他们所占面积比例之和高达90%;2007-2014年间,强热岛区和热岛区面积持续增加,热岛区增加尤为突出,从6.02%到17.04%,绿岛区大面积的减少,由65.83%减少到42.25%。(2)2000年绿岛区所占比例远高于其他区域,是研究区的优势斑块,但其破碎化程度较高,它与中间区面积周长分维数比较高,说明他们的斑块形状复杂,分化程度较高,而其他三种景观类型形状比较规则;2007年绿岛区所占面积比例为55.54%,仍为优势斑块,绿岛区和热岛区的形状较其他区复杂,中间区和绿岛区破碎化程度较高,其他区域次之,热力景观分化程度更加严重;2014年中间区所占面积比例为35.57%,成为优势斑块,热岛区、中间区和绿岛区变化强烈,分化程度较高,中间区破碎化程度较高,边缘密度和斑块密度表现出一致的变化规律,即中间区热岛区绿岛区强热岛区强绿岛区。说明绿岛区逐渐减少,并向热岛区和中间区转变。(3)分析本文选用的景观格局指数变化规律,揭示西安城市热环境景观格局动态演变规律,表明随着时间推移,热景观格局变化剧烈,破碎化程度增加。(4)鉴于西安市热环境分布特征及演变规律,从城市建设规划、控制城市热源及污染物排放等三个方面出发,合理规划城市建设及控制城市人口数量,发展立体绿化,增加城市绿化量,保护原有水系,大力建设水体工程,采用新能源、新技术、新设备,提倡绿色节能的生产生活方式,有效控制工业热源及人为热源三废的排放等措施,对改善西安市热环境起到积极作用。
【关键词】：西安市 遥感数据 地表温度 景观格局 城市热环境
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P901;TU984.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 研究背景及研究意义11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 国内外研究综述12-18
• 1.2.1 城市热环境的研究方法12-16
• 1.2.2 城市热环境的影响因素16-18
• 1.2.3 改善城市热环境的探讨18
• 1.3 本文研究内容及技术路线18-21
• 1.3.1 研究内容18-19
• 1.3.2 技术路线19-21
• 1.4 本章小结21-23
• 2 研究区概况及数据来源23-31
• 2.1 自然环境概况[69]23-25
• 2.1.1 地理位置23
• 2.1.2 地形地貌23-24
• 2.1.3 气候特征24
• 2.1.4 河网水系24
• 2.1.5 土壤植被24-25
• 2.2 社会经济概况25-26
• 2.2.1 人口状况25
• 2.2.2 工农业生产概况25
• 2.2.3 城市发展概况25-26
• 2.3 数据源及预处理26-29
• 2.3.1 遥感数据源筛选26-27
• 2.3.2 数据处理27-29
• 2.4 本章小结29-31
• 3 西安城市热环境动态变化研究31-37
• 3.1 地表温度反演理论基础31-32
• 3.2 地表温度的反演32-33
• 3.3 西安市热环境时空变化分析33-35
• 3.3.1 西安市热环境分布特征34
• 3.3.2 西安市热环境变化特征34-35
• 3.4 本章小结35-37
• 4 西安市热环境景观格局分析37-49
• 4.1 热环境景观的评价分析37-39
• 4.2 热环境景观空间格局分析39-41
• 4.2.1 2000年热景观格局分析39-40
• 4.2.2 2007年热景观格局分析40
• 4.2.3 2014年热景观格局分析40-41
• 4.2.4 蔓延度/多样性/均匀度指数计算41
• 4.3 热环境景观格局动态演变规律41-46
• 4.3.1 平均斑块面积指数变化规律41-42
• 4.3.2 斑块面积指数变化分析42
• 4.3.3 最大斑块指数变化分析42-43
• 4.3.4 面积周长分维数指数变化分析43-44
• 4.3.5 边缘密度指数变化分析44
• 4.3.6 斑块密度指数变化分析44-45
• 4.3.7 蔓延度、多样性、均匀度指数变化分析45-46
• 4.4 本章小结46-49
• 5 西安城市热环境的影响因素及改善措施49-61
• 5.1 西安城市热环境的影响因素49-54
• 5.1.1 自然环境影响因素49-50
• 5.1.2 人类活动影响因素50-54
• 5.2 西安城市热环境的改善措施54-60
• 5.2.1 合理规划城市建设54-59
• 5.2.2 控制城市热源及污染物排放59-60
• 5.3 本章小结60-61
• 6 结论与展望61-63
• 6.1 课题研究结论61-62
• 6.2 课题不足与展望62-63
• 参考文献63-71
• 攻读学位期间发表论文清单71-73
• 致谢73

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本文编号：301268