ETM＋影像亚像元级城市土地覆盖组分丰度提取--以南京市为例

城市景观复杂,地物具有强烈的空间异质性,利用中等空间分辨率遥感影像(如ETM+)进行城市土地覆盖研究会出现大量混合像元。针对该问题,以南京市为例,通过混合像元分解提取城市土地覆盖组分丰度,进行城市土地覆盖研究,并从各个波段的残差、平均残差、相对误差、均方根误差等方面分析模型误差。利用IKONOS影像对提取的组分丰度图像进行精度验证,发现不同城市土地覆盖组分丰度图像具有一定的可靠性,与城市实际情况吻合。城市土地覆盖组分丰度图像还能作为一种新的数据源用于城市功能分区、城市人口数据空间化和城市环境监测与评估等研究中。

北京市城市热岛与土地利用/覆盖变化的关系研究

本文以北京市为例,在遥感和GIS技术的支持下,以TM热红外遥感影像定量反演的城市地表温度为基础,分析了城市热岛效应与城市土地利用/覆盖变化的关系,以期为缓解城市热岛效应提供科学依据。

城市土地利用/覆盖变化与热环境生态调控研究进展与展望

城市土地利用/覆盖变化（LUCC）与热环境生态调控是城市生态学和城市气候适应性关注的热点问题。在提出城市LUCC/空间结构与生态服务热调节功能连接的重要性的基础上,综述了城市土地利用变化、城市绿色基础设施在热岛减缓和气候适应性发挥的作用,评述了观测实验、定量遥感和过程模型方面以及热调控的进展情况。基于此认为,局地或区域尺度城市高精度结构组分高精度遥感探测方法、城市高精度下垫面多尺度（功能区/覆盖组分/构造或材质等）对局地气温和辐射能量平衡影响机理和定量贡献识别、城市生态系统热调节功能的城市地表结构组分调控阈值确定、以及区域或全球尺度城市土地利用/覆盖变化影响的生物地球物理机制定量化认知等,是未来重要的发展方向。

基于遥感的土地利用/覆盖信息动态变化监测分析——以扬州市为例

以正在高速发展的扬州市为例,利用不同时相的TM数据、CBERS-02的CCD数据和中国资源卫星二号星的全色数据,研究了城市主要地物信息快速准确提取的原理和方法,采用土壤调节植被指数(ISAV)与其它波段组合的方法对城市绿地信息进行提取;利用非监督分类法提取城市硬质建筑表面信息,决策树分类法提取城市水体信息,多重滤波处理对线性地物提取方面的优势提取道路信息。完成主要地物信息的提取后,对各项提取指标进行动态变化识别及分析,并结合扬州市社会经济指标寻求城市扩展的驱动因子。

近70a天津主城区城市土地利用/覆盖变化遥感监测与时空分析

城市扩展和城市土地不同地表覆盖组合对城市生态系统服务和人居环境质量产生重要的影响。基于历史地图、遥感图像和城市规划图等多源数据通过人工数字化解译、大数据运算和混合像元分解相结合的方法发展了城市地表覆盖/土地利用数据集,从而获取了天津城市1949~2018年不同时段城市扩展过程,实现了其内部结构城市不透水面和绿地空间像元组分的遥感制图,综合分析了1949年以来天津主城区城市阶段扩展速度、扩展强度及城市不透水面和绿地空间地表覆盖类型的时空变化特征,进而揭示了社会经济因素和政策因素对其影响。研究结果表明:天津主城区城市土地面积从1949年的49.15 km2增长到了2015年的663.39 km2。从时间变化来看,城市扩展经历了"加速-减速-加速-减速"4个阶段;城市扩展的方式呈现以主城区填充式、沿比邻交通干线的乡镇,呈现带状扩展规律;扩展伴随城市建成区内部绿地空间比率呈现增加的趋势,表明天津主城区城市生态绿化水平总体呈现提升的状况。

基于遥感的内蒙古地级市土地覆盖结构时空变化特征分析

城市土地覆盖结构对城市生态服务功能和人居环境质量产生重要的影响。采用2000～2015年Landsat TM并协同高分辨率遥感影像,利用线性光谱混合模型获取内蒙古12个地级市每5 a土地覆盖结构信息,监测并分析城市扩张时空动态、土地覆盖结构及扩张类型差异特征。研究结果表明:2000～2015年,内蒙古12个地级市土地覆盖结构总体变化较快,城市面积扩张278.93km^2。相比较而言,2010～2015年城市面积扩张比例是前两个时间段(2000～2005年和2005～2010年)的1.61倍与1.91倍。2010年以来变化最为剧烈,城市不透水地表扩张尤为明显,城市植被呈现不同程度增加态势。城市扩张经历了3个阶段,即城市内部填充—城市内部填充—城市外延扩张型为主的变化过程,其中包头市和呼伦贝尔属于内部填充型城市。内蒙古地级市土地覆盖结构变化及差异特征与人口增长和社会经济发展有密切的关系。

基于多源时空信息的西宁和拉萨近70年来城市扩展过程重现及地表覆盖变化分析

西宁和拉萨城市作为青藏高原人类活动的热点地区,其发展历程对青藏高原社会经济发展具有重要影响。研究基于遥感影像、城市规划图和历史地图等资料重建了西宁和拉萨城市1949基准年、1978基准年、1990年、2000年、2010年和2018年城市扩展及2000年以来城市不透水层和绿地空间组分数据,分析了1949基准年以来西宁和拉萨主城区城市扩展的时空特征,揭示了社会经济因素和政策因素对城市土地利用/覆盖变化的影响。研究结果表明:①新中国成立以来,西宁和拉萨主城区持续扩展,均呈现非线性的增长态势,城市土地面积分别从1949基准年的1.98 km^(2)和1.10 km^(2)增长到2018年的79.26 km^(2)和77.04 km^(2);西宁主城区城市扩展呈现十字状的扩展态势,拉萨呈现出圈层外延式的扩展模式;②自2000年来,西宁和拉萨城市绿化水平显著提升。2000~2018年,西宁和拉萨城市不透水层面积分别从36.91 km^(2)和21.56 km^(2)增加到55.34 km^(2)和48.21 km^(2),城市绿地空间面积分别从10.78 km^(2)和8.48 km^(2)增加到19.21 km^(2)和20.35 km^(2),年均扩展速度分别为0.47 km^(2)/a和0.66 km^(2)/a;主城区城市不透水层比例分别从74.09%和66.21%下降到69.82%和62.58%,城市绿地空间比例从21.64%和26.05%上升到24.24%和26.41%;③西宁和拉萨城市人口增长、经济发展和国家相关政策与主城区城市扩展及其土地利用/覆盖变化密切相关,主城区城市扩展阶段与人口增长、经济发展阶段以及国家相关政策实施时间接近吻合。主城区土地利用/覆盖变化与城市规划相关政策高度相关,尤其是园林绿化建设,显著增加了城市绿地空间面积,城市绿地空间面积比例较2000年显著提升。

城市地表热通量遥感反演及与下垫面关系分析

选择日本埼玉县熊谷市为研究区,应用ASTER热红外遥感图像,采用PCACA模型以及理论定位算法,对城市地表热通量的相关参数进行反演,进而分析城市下垫面不同土地覆盖类型对地表热通量以及能量平衡的影响。结果表明,PCACA模型应用于城市区域地表通量估算是可行的。这种算法可以大大减少在下垫面结构复杂的城市区域进行地表热通量估算时所需的参数,并有效降低研究结果的不确定性。研究发现,城乡不同下垫面地表覆盖类型对地表热通量的影响差异显著。不同地表下垫面类型的波文比由大到小顺序依次为:工业用地>住宅用地>交通用地>公共设施用地>旱田>公共绿地>水域。在相同的外部气象条件下,与城市周边的植被覆盖区相比,城市人工建筑用地具有较高的显热通量,较低的潜热通量,以及较高的波文比。由于城市地表显热通量和波文比明显高于周边植被覆盖地表,导致城市地表向低层大气供热的增加,这是城市热岛效应形成的重要机制之一。

近70年内蒙古呼和浩特城市演化的形态特征及影响因素剖析

城市演化的形态特征及其影响因素分析对于城市生态环境治理及国土空间管控具有重要的应用价值。然而,目前对城市形态特征演化过程的长期识别,尤其对北疆地区及少数民族地区的研究仍显不足。以呼和浩特市为例,基于遥感影像、土地利用/覆盖数据集和城市不透水面与绿地空间组分数据集等信息,利用地理统计方法,分析了1949~2018年城市扩展时空特征以及21世纪以来的城市土地覆盖变化,揭示了城市演化的影响因素,进一步探讨了城市规划在城市演化过程中的作用。研究表明:70年间,呼和浩特市区城市土地面积以“减速—保持—加速”的扩展特征增长了67.62倍,在形态上呈现“填充式—圈层式—单轴线外延—双轴线外延”模式。2000年以来,呼和浩特市区城市不透水面比例呈“先上升后下降”的趋势,城市绿地空间比例则呈现“波动上升”的趋势。国家西部大开发战略、城市总体规划等相关规划政策,以及经济因素是影响呼和浩特市城市演化的重要因素。本研究可为呼和浩特市以及北疆少数民族地区的城市可持续发展提供重要的参考。