论文部分内容阅读
近年来我国国民经济快速平稳增长,城市化率不断提高,伴随着人口的聚集、产业结构的改变,城市生态环境问题渐渐突出,城市热岛就是其中之一。本文以西北5省区作为研究区,选择其中的272个城市作为研究对象,以2002-2016年MODIS地表温度、植被指数和土地覆盖为主要数据,利用Ts HARP降尺度算法得到250米的地表温度,并以城郊温差作为指标研究了西北5省区272个城市的热岛时空变化特征。本文先是对Ts HARP算法原理中的四种回归函数进行了对比,选定一元二次方程来预测较高分辨率的地表温度;其次对比了7种常用的地表城市热岛的监测指标,选择城郊温差,即建成区范围内的平均地表温度与建成区向外缓冲100%面积的环状郊区的平均地表温度的差值,得到2002~2016年的西北五省272个城市SUHII的结果。通过分析其年变化、季节变化、月变化和昼夜变化来研究热岛强度的时间特征。本文选择兰州、乌鲁木齐、西安和西宁作为主要的城市分析城市内部热岛的空间特征。通过本文的研究得出以下主要结论:(1)利用Ts HARP算法对MODIS地表温度进行地表温度降尺度,有利于研究西北五省城市热岛。在降尺度中,一元二次函数对NDVI和地表温度之间关系的解释,适合西北地区地表温度降尺度。针对城市热岛的监测指标,城郊温差比其它指标更适合用来监测西北五省区272个城市的热岛;(2)通过兰州、西安、西宁和乌鲁木齐四个省会城市,来研究城市热岛的空间特征。研究发现,从分布来看,兰州市的城市热岛主要分布在城关区和七里河区;乌鲁木齐市的主要分布在沙依巴克区和天山区;西安市主要分布在莲湖区东南、新城区西南、碑林区和雁塔区北部;西宁城市热岛主要分布在城中区、城东区和城西东部。其中兰州城市热岛面积增加最多,年平均增加2.77km2,西安城市热岛呈减弱趋势,且热岛面积每年减少0.11km2,乌鲁木齐和西宁城市热岛面积增长接近,分别增加0.79km2和0.73km2;(3)2002~2016年西北五省272个城市的SUHII是波动变化的,以2009年为界点,可分为前后两个阶段,2002~2009年的SUHII明显高于2010~2016年,且整体上以每年0.0063K的速率在降低。从城市热岛的数量来看,2008年最高,2014年最低;从平均SUHII来看,2005年最高,最低仍在2014年。西北地区12个月中7月份的城市热岛最强,平均SUHII为0.96K,有217个城市存在热岛现象;1月份最弱,SUHII均值为-0.43K,只有82个城市存在热岛。但热岛数量最少的在12月份,也只有76个城市;(4)西北地区城市热岛的昼夜变化表现为:春季、夏季、秋季的白天SUHII大于夜间的,冬季夜间的SUHII大于白天的。且西北五省的SUHII季节变化为:夏季>秋季>春季>冬季。