京津冀都市圈植被覆盖和城市热岛时空变化特征分析

论文摘要

近年来,全球城市化进程不断加快,导致了一系列的城市环境恶化问题,全球气候变暖的趋势越来越明显。在生态环境问题的研究过程中,植被覆盖以及城市热岛效应,已引起国内外科学家的广泛关注。尤其对于大中型城市集中的京津冀都市圈,随着城市规模扩张,人口急剧增加,城市的形态、功能以及区划等各方面都发生着强烈的变化,这些变化对于区域的生态环境产生了很大的影响。因此深入研究该区域生态环境在时间上和空间格局上的变化,剖析其演变规律,对于城市规划建设、恢复和保护该区域生态环境,提高人民生活质量具有重要的现实意义。本文利用遥感和地理信息系统技术,以京津冀都市圈MODIS卫星遥感影像（2001年、2006年）为基础数据源,提取了与京津冀都市圈生态环境信息密切相关的两个参量:植被覆盖和地表温度。在此基础上分析了京津冀都市圈植被覆盖和城市热岛的时空演变趋势和空间分布特征。通过两期数据对比分析,试图揭示研究区域近6年来生态环境变化发展的规律。论文的主要研究内容如下:（1）京津冀都市圈植被覆盖时空分布及变化规律:利用2001年和2006年MODIS植被指数产品（NOD13）生成京津冀都市圈植被指数图,分析6年间京津冀都市圈植被覆盖情况及变化趋势。结果表明:植被覆盖度为0.6-1.0的高植被覆盖区是京津冀都市圈植被覆盖的主体,占区域总面积的80%左有。2001年至2006年京津冀都市圈植被覆盖逐渐转好,2001年植被覆盖度在0.8以上的占总面积的30%左右,到2006年植被覆盖度在0.8以上的占总面积的41%左右。一系列植被保护措施如封山育林、建设防护林体系、改良草山草坡、退耕还林还草等取得了明显的成效。同时也发现部分地区仔在着植被覆盖退化的现象,如城市建成区周边。（2）京津冀都市圈地表温度时空分布及变化规律:利用2001年和2006年MODIS地表温度产品（MOD11）通过影像合成得到京津冀都市圈春夏秋冬四季的白天和夜间地表温度分布图。分析6年间京津冀都市圈范围内地表温度分布规律以及代表性城市的城市热岛的季节变化规律。结果表明:在京津冀都市圈范围内,春季白天出现城市热岛和城市冷岛并存的现象,夏季和秋季均出现城市热岛,且夏季的强度比秋季大,冬季白天表现为城市冷岛,而冬季夜间则变为城市热岛效应。（3）城市热岛与土地覆盖关系研究。进一步探讨了城市热岛空间分布与植被指数（NDVI）、土地利用/覆盖之间的关系。结果表明:归一化植被指数（NDVI）每升高0.1,地表温度降低1.48℃;城镇用地的平均地表温度最高,林地的平均地表温度最低,在有植被覆盖情况下,林地对于缓解城市热岛效应效果较好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景和研究意义
• 1.2 植被覆盖研究进展
• 1.3 城市热岛研究进展
• 第二章 研究内容及技术路线
• 2.1 研究区概况
• 2.2 研究内容
• 2.3 技术路线
• 第三章 京津冀都市圈植被覆盖时空分布及变化
• 3.1 MODIS植被指数产品原理
• 3.1.1 MODIS-NDVI
• 3.1.2 MODIS-EVI
• 3.2 植被指数年变化规律
• 3.3 植被指数整体空间分布特征
• 3.4 植被覆盖时空演变特征
• 3.4.1 植被覆盖度
• 3.4.2 植被覆盖面积变化分析
• 3.4.3 植被覆盖的空间结构及其变化
• 3.5 本章小结
• 第四章 京津冀都市圈城市热岛时空分布及变化
• 4.1 MODIS地表温度产品原理
• 4.2 四季平均地表温度差异分析
• 4.3 京津冀都市圈城市热岛（冷岛）分布特征
• 4.4 北京、天津、石家庄市城市热岛（冷岛）特征比较
• 4.4.1 白天城市热岛（冷岛）强度及季节变化
• 4.4.2 夜间城市热岛（冷岛）强度及季节变化
• 4.5 城市热岛的剖面分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 城市热岛与土地覆盖关系研究
• 5.1 地表温度与归一化植被指数的关系
• 5.2 地表温度与土地利用/覆盖的关系研究
• 第六章 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 讨论
• 参考文献