滇池环湖城区热岛效应特征及驱动机制分析

论文摘要

城市热岛效应影响着城市生态环境和城市气候,是目前城市发展面临的重要生态环境问题之一。本文总结了近年来国内外对于热岛效应研究的重要经验,以影像资料为基础演算城市地表热温,利用地理信息系统分析城市热岛的空间分布特征和时间演变特征,通过数据统计分析方法探求热岛效应的驱动机制。本文以昆明市滇池环湖城区为研究区域,该区域具体包含官渡区、西山区、盘龙区、五华区、呈贡区、晋宁区和滇池水域七个主要区域。研究选用滇池环湖城区2014～2018五年内Landsat8遥感影像为基础数据。利用遥感技术,以影像数据为基础,采用辐射传导方程法对地表温度进行反演,抽取样本点,并于影像成像时间段内进行实地温度测量,对反演温度进行精度验证。通过波段计算法提取建筑指数,植被指数,水体指数等地表覆盖参数。利用地理信息技术统计分析5年内各城区地表温度、植被覆盖、建筑覆盖、水体覆盖等参数的变化情况从而获取昆明市环湖城区热岛效应时间演变特征和空间分布特征。利用数据统计分析方法对各区域人口,人口密度,植被覆盖指数,建筑覆盖指数,水体覆盖指数和地表温度数据进行统一相关性分析和主成分分析,探求影响城市热岛效应的主要因素。本文研究结果表明:①近5年来昆明市环湖城区的地表温度总体呈现上升趋势,变化幅度最大的是官渡区和呈贡区,变化幅度最小的为滇池水域;热岛的空间分布主要以建筑密集的城市中心向外扩散,扩散方向以城市中心向长水机场,城市中心向呈贡区两个方向最为明显;长水机场热岛分布形式为城市中心至机场的方向条状分布,呈贡区呈现多个中心的片状分布。②城区热岛效应呈现两极分化,中温区面积减少,低温区和高温区面积增加且大部分城市区域温度增加转变为高温区和次高温区。次高温区扩散速率最快,年均增长率0.53%。③剖面分析可知,地表温度从14年～18年,有普遍增高的趋势;地表温度和NDVI值呈负相关;NDBI指数与地表温度呈正相关;水体指数在局部区域与地表温度呈负相关。④城区内人口因素和建筑指数对热岛效应的驱动作用最大,人类活动和建筑对热岛形成有促进作用,且作用力较大;城区内植被分布,水体分布对城市热岛有缓解作用,但作用力远低于人类活动和建筑区域对热岛的促进作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 研究意义与目的
•     1.2.1 热岛与城市地表覆盖
•     1.2.2 热岛与城市时空格局
•     1.2.3 研究目的
• 第二章 综述
•   2.1 国内外研究现状
•   2.2 城市热岛效应成因
•     2.2.1 城市下垫面性质改变
•     2.2.2 城市空间结构
•     2.2.3 人为活动产生热源
•     2.2.4 气候条件与天气变化
•     2.2.5 温室气体与烟尘排放
•     2.2.6 区域地理位置
•   2.3 城市热岛研究方法
•     2.3.1 地面气象资料观测法
•     2.3.2 定点观测法
•     2.3.3 模拟预测法
•     2.3.4 遥感技术反演城市热岛
•   2.4 城市热岛的分布特征
•     2.4.1 水平空间分布特征
•     2.4.2 垂直空间分布特征
•     2.4.3 时间分布特征
•   2.5 城市热岛的生态环境效应
•     2.5.1 影响城市气候
•     2.5.2 影响城市生物习性
•     2.5.3 影响城市工程建筑
•   2.6 城市热岛驱动机制研究进展和存在问题
•     2.6.1 自然驱动力
•     2.6.2 人文驱动力
• 第三章 城市热岛效应研究内容和方法实现
•   3.1 研究区概况
•   3.2 研究基础数据
•   3.3 研究方法
•     3.3.1 数据预处理
•     3.3.2 地表温度反演
•     3.3.3 地表遥感信息提取
•     3.3.4 地表信息统计
•     3.3.5 剖面分析
•     3.3.6 驱动机制分析
•     3.3.7 研究方案总体流程图
• 第四章 城市热岛时空分布特征
•   4.1 热岛效应空间分布特征
•   4.2 热岛效应时间变化特征
•   4.3 城市热岛时空格局变化分析
•     4.3.1 生态文明环境
•     4.3.2 社会经济发展
•     4.3.3 市区发展政策
• 第五章 城市热岛驱动机制分析
•   5.1 城市热岛驱动机制
•   5.2 热岛效应剖面分析
•   5.3 地表信息统计分析
•     5.3.1 归一化植被指数分析
•     5.3.2 归一化建筑指数分析
•     5.3.3 归一化水体指数分析
•   5.4 驱动因子分析
•     5.4.1 驱动因子相关性分析
•     5.4.2 驱动因子主成分分析
• 第六章 结论和展望
•   6.1 结论分析
•   6.2 研究创新点
•   6.3 存在不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何志斌

导师: 赵俊三

关键词: 城市热岛,演变特征,空间分布,驱动机制

来源: 昆明理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 气象学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 昆明理工大学

分类号: X16;X87

DOI: 10.27200/d.cnki.gkmlu.2019.001763

总页数: 84

文件大小: 7603K

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