论文部分内容阅读
城市范围扩张以及由此导致的城市用地类型变化,必然会造成城市地表生物物理参量的演变,引起城市热特性的改变,使城市热环境空间格局分布发生转变,进而对城市生态环境和区域经济的可持续发展带来影响。利用2000~2017年6期Landsat系列遥感图像,本文以大西安都市圈建设中的西安、咸阳建成区的范围扩张为立足点,深入分析了大西安地区热场分布的时空特征;重点讨论了西、咸两市随着城市面积扩展热岛强度的空间分异性和地表热环境的时空格局变化;定量研究了多种地表生态参量对城市地表温度(LST)的作用机制和贡献强度,并通过构建综合生态指标(IEI)表征了地表生态参量与地表热环境间的时空响应关系。本研究主要得到了以下结论:(1)利用风玫瑰图扩张模型和地表温度反演算法表征了大西安地区城市扩张趋势和热环境的动态演变。2000~2017年间,西、咸两市的城市发展格局分别表现为“外辐射型”和沿渭河段“带状”发展模式,扩张趋势分别以向西和向东蔓延为主,并逐渐连片成西咸一体的态势;基于“单窗算法”的地表温度反演结果表明,建成区与周边乡村环境具有极强的城乡温度差,同时城市热环境的时空格局与地表覆盖类型之间呈现高度相关,其中高温环境主要分布在城镇、工厂和居民区等。(2)通过热岛强度计算、热力景观格局分析和信息容量的图示化讨论了城市化进程对城市热岛强度演变、高温区景观格局分布和热环境空间分异变化的作用机制。研究期间,伴随着建成区范围的扩展西安市城市热岛强度表现出先增(2000~2009)、后降(2009~2014)、再增(2014~2016)的总体变化趋势,说明西安市热岛效应在近年来依然显著;西、咸两市的高温区景观格局异质性逐年变低,但高温区的斑块规模开始变大,且热环境空间分异性范围不断向外蔓延,并与城市扩张趋势一致。(3)利用回归分析法、贡献强度分析法和地理探测器模型综合分析了地表绿度(SAVI)、湿度(NDMI)、干度(NDSI)和居民区聚集度(NDBI)等生态指标与热环境间的定量关系。3种分析方法均表明不同生态指标对城市热环境的影响具有显著差异性:绿度和湿度与LST呈负相关,干度和居民区聚集度与LST呈正相关;同时基于主成分分析法构建的IEI反映了城市生态状态,并与LST呈高度负相关(R~2>0.75),表明了IEI有利于研究城市热环境和城市生态状况间的相互作用机制。