银川市城区热环境变化的遥感分析

5.2.3.1LST和IBI、SAVI的关系为探讨银川市28年间城市扩展与热环境变化的响应关系，本书分别在4个年份的城市建成区内生成319、943、1 141和1 579个随机点，再将建筑用地指数和土壤调节植被指数进行归一化处理，提取随机点的LST、IBI和SAVI信息，分别采用多种函数进行LST和IBI、SAVI之间关系拟合，并最终选取地表温度和2个地表参数的最佳拟合关系。

理论教育 2023-10-26

地表比辐射率分析成果

地表比辐射率是地面温度反演中的一个关键参量，与物质的结构、成分、表面特性、温度以及电磁波发射方向和波长（频率）等因素有关。该方法假设土壤和植被比辐射率已知为前提，用NDVI对地表分类，认为NDVI＜0.2、NDVI＞0.5以及0.2≤NDVI≤0.5三种情况下像元的构成结果分别为裸土、植被以及裸土和植被组成的混合像元，然后分别计算不同像元结构下的地表比辐射率。而对于自然表面和城镇2种地物的比辐射率计算，可利用如下公式完成。

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银川市城区热环境变化分析

2008年，Rizwan等将形成城市热岛效应的因素包括人为可控制因素和人为不可控制因素2大类。研究表明，风速和云覆盖能够缓解城市热岛效应，反气旋天气能够促进城市热岛效应等。对人为可控制因素的研究有助于减缓城市热岛对策的研究，如提高建筑材料的反照率、提高城区植被覆盖、环保建筑设计等。由此可见，城市热岛是在多种因素的交互作用下形成的，应该综合考虑所有的可控制因素，而不是局限于某一个因子。图1-3城市热岛产生机制图

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银川市城区热环境变化的遥感分析成果

③17个公园景观对周边热环境降温效果较为显著，拟合结果显示，所选公园最大降温影响距离主要分布在200～300m，总体上公园对内部及周边100m区域范围内降温效果最为明显。②受工业生产、交通运输、商业活动、养殖场畜禽粪便的施用等人类的活动的影响，各重金属元素在研究区呈现出明显的条带状及片状空间分布特征，高值区主要集中在研究区中部、东部以及东北部。

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《银川市城区热环境变化：公园景观特征的影响分析》

由此可见，公园内部景观构成对其温度有很大影响。当绿地和水体面积相对较小时，公园温度对二者的变化较为敏感，但随着绿地和水体面积不断增大，公园内部温度下降趋势逐渐减缓。景观空间分布特征表明，水体聚集度指数与公园温度呈显著相关的指数负相关关系，聚集度指数越高，水体分布越集中，公园平均温度越低，而绿地和不透水面聚集度指数与公园温度相关性并不显著。

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银川市城区土地利用变化分析

4.2.4.3土地利用变化驱动机制4.2.4.3.1自然因素土地利用变化是自然和人为因素影响的综合体现，其驱动力主要包括自然因素和人类社会经济活动2个方面。

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银川市城区热环境变化分析：社会经济条件

改革开放以来，银川市经济发展迅速，10年来主要经济指标在宁夏全区一直保持领先，并实现了从农业经济到工业经济为主要特征的变化。2019年，银川市全年地区生产总值比上年增长6.3%，其中，第一产业增加值增长2.0%，第二产业增加值增长6.4%，第三产业增加值增长6.5%，全年完成地方财政收入216.25亿元，一、二、三产业结构比为3.4∶43.7∶52.9，对经济增长的贡献率分别为1.3%、45.2%、53.5%。

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银川市城区热环境变化分析：城市发展情况调查

改革开放以来，银川市经济快速发展，城市扩张明显，尤其是在2000年及2002年确立区域中心城市发展战略以后，城市发展规模持续扩展，人口也迅速地增加，城市建设快速地发展。截至2019年年底，银川市常住人口229.31万人，比上年年底增加4.25万人，其中，城镇人口181.28万人，占总人口的比重为79.1%。随着经济的不断发展，银川是城市结构发生了巨大的变化，但由于其在全国城镇规划体系处于边缘地位，其发展潜力与集聚辐射功能受到一定制约。

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遥感分析银川市城区热环境变化

改革开放后，银川市发展十分迅速，城镇化水平不断提高，城市热岛效应日益显著，多位学者对该地区的热环境变化进行了广泛研究。2013年，王鹏龙等基于遥感数据反演了银川市的地表温度，利用空间统计分析的原理与方法，分析了地表温度热场的结构、空间特征表达和空间异质性，并结合应用景观生态学理论与方法，分析了整个研究区的热环境景观格局特征与演化规律。

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银川市城区水域景观的热环境分析

本书选取了研究区内面积较大的阅海公园、海宝公园、七十二连湖、鸣翠湖国家湿地公园的4个面状水域景观以及典农河滨水景观公园和唐徕渠2个线状水域景观为研究对象，探讨不同景观类型水域对其周围热环境缓解程度。表6-10典型河流水域缓冲区内热环境温度统计表

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基于遥感的城区热环境变化分析

1989年，植被覆盖度较高的耕地、林地和草地在TVX空间的西北角，但却对应着较低的地表温度。图4-13TVX空间变化轨迹利用公式4-15计算各土地利用类型的变化向量幅度，结果表明，耕地、林地、草地、水域和未利用土地在向城乡工况居民用地转变时，其变化向量幅度不同，即城乡工况居民用地占用其他土地利用类型所引起的植被覆盖度和地表温度不同，各自对环境的贡献也不一致。表4-131989—2017年TVX空间土地利用变化向量统计

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银川市城区热环境变化分析：道路廊道的影响

经实地测温，银川市夏季路面温度高达到60℃。图5-6研究区道路密度分布图及道路与地表温度叠加图表5-7道路密度与对应道路平均温度统计表图5-7道路密度与对应道路平均温度回归图5.2.4.2道路对周围局地热环境的影响银川市城区交通路网密集。

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银川城区地表温度算法

Landsat 8 TRIS包含了波段10和波段11两个热红外波段，由于后者对大气剖面的误差较为敏感，辐射定标偏差较大，因此本文将基于波段10利用辐射传输方程反演研究区地表温度，其表达式如下：式中，L10为10波段在传感器处的辐射亮度，可通过辐射定标计算获得；τ10为大气在该波段的透射率；ε10为地表比辐射率；I10↑和I10↓分别为大气的向上和向下辐射亮度；B10是黑体辐射亮度。

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银川市城区热环境变化分析：公园降温效果及范围

结果显示，①17个公园的拟合三次多项式拟合程度较高，R2均大于0.8。③17个公园中，最大降温影响距离主要分布在200～300 m，但不同公园仍差异较大，其中典农河滨水景观公园和西夏公园的最大降温影响距离相对较小，均小于200m，而凤凰公园的最大降温影响范围最大，约为385.02 m。整体来看，公园对内部及周边100 m区域范围内降温效果最为明显。

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基于遥感的银川市城区热环境分析

银川处于快速城市化进程中，城市热岛效应显著，缓解银川市城市热岛效应已成为银川市城市建设中亟待解决的问题，而该地区城市公园景观的热环境效应研究未见报道。因此，本章基于Landsat8遥感影像反演银川市城区地表温度，选取银川市城区17个公园为研究对象，拟通过景观格局分析和缓冲区分析方法，定量研究银川城市公园空间景观结构特征与城市热环境效应的响应关系，以期为未来银川市城市公园建设和城市生态环境规划提供相关决策依据。

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基于遥感的银川市城区热环境变化分析

随着这些卫星的升空，已经初步形成环境与灾害监测预报小卫星星座、资源卫星系列和高分系列中高分辨率陆地资源卫星监测体系，这些对地观测系统还会随着卫星遥感技术的发展而进一步完善，遥感的应用价值也将会渗透到更多的研究领域，尤其在城市地表热环境研究中，将发挥越来越重要的作用。近年来，Landsat TM/ETM+/TRIS、AVHRR、MODIS、ASTER和TIMS等卫星传感器的热红外遥感数据为地面热环境的研究提供了良好的数据源，尤其是Landsat系列卫星遥感数据应用十分广泛。

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