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过去二十多年里中国经历了史上最快的城镇化进程,在经济快速发展的同时,城市热岛效应愈演愈烈。“城市热岛效应(Urban Heat Island)”不仅直接关系到人类生产生活质量,同时还对城市气候、能源资源消耗、生态系统以及社会经济的可持续发展起不可忽视的影响。下垫面性质变化是城市热岛的重要驱动机制,研究城市下垫面时空变化及其对城市热岛的驱动机制,对缓解城市热环境、减少社会经济损失有重要意义,同时有利于提高人居环境、促进生态文明建设。本研究基于RS与GIS技术,利用2002年至2017年北京市朝阳区Landsat ETM+和OLI卫星影像,基于大气校正法研究15年间地表温度变化;对所得地表温度进行归一化处理获取城市热岛分布情况,利用城市热岛比例指数对朝阳区热环境变化进行定量描述。同时对朝阳区15年间下垫面变化展开研究:采用谷歌全色卫星影像基于DeepLabv3+网络对下垫面覆盖类型进行分类;基于Landsat系列遥感影像计算归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI),NDVI指数及NDBI指数是重要的城市下垫面参数和城市景观因子。之后在SPSS中进行地表温度-归一化植被指数(NDVI)、地表温度-归一化建筑指数(NDBI)的单因素回归分析和地表温度-归一化植被指数(NDVI)-归一化建筑指数(NDBI)的多元线性回归分析。最后研究朝阳区公园绿地布局对城市热岛的影响、并定量分析不同尺度公园绿地的降温作用。主要结论如下:(1)2002-2017年间朝阳区地表温度总体呈上升趋势,城市热岛效应逐年加剧。城市热岛中心由早年点、线、面的分布结构逐渐转变为多中心的复杂嵌套结构分布;2002年城市热岛比例指数0.0165;2017年达0.1156,15年间上升幅度超6倍。(2)2002-2017年间朝阳区下垫面覆盖类型变化主要为不透水面与植被、水域的相互转化过程;15年间不透水面面积共减少71.02km2,降幅20.98%;水域面积共减少2.53km2,降幅24.12%;植被面积共增加73.54km2,增幅56.57%。归一化植被指数(NDVI)平均值增长约1.7倍;归一化建筑指数(NDBI)平均值增长9.63%。(3)朝阳区地表温度随归一化植被指数(NDVI)的增加而降低,随归一化建筑指数(NDBI)的增加而升高;NDBI指数每增长0.1,地表温度将升高0.8-2.4℃;NDVI指数每增长0.1,地表温度将降低0.4-0.8℃。(4)城市公园绿地布局影响城市热岛效应。公园绿地的降温作用与其面积关系可拟合为对数函数,但降温距离并不随面积增长而无限增加:综合公园的降温距离为以绿地边界为起始的垂直650m范围内,社区公园的降温距离为以绿地边界为起始的垂直350m范围内。从生态效益及降温效率出发,建议综合公园面积应不超过19公顷、社区公园不超过10公顷为宜。本研究对北京市朝阳区城市热环境及热岛演变、下垫面时空变化进行了深入研究,定量分析了植被、不透水面与地表温度的相关性,揭示了下垫面变化对城市热岛的驱动机制。最后以城市公园绿地为例,展开绿地格局对城市热岛影响的研究;并对不同尺度城市公园绿地的降温作用进行定量分析。研究所得结果对朝阳区城市规划、绿地建设、经济与生态可持续发展有重要的指导意义。