基于陆地卫星TM/ETM+改进的温湿指数及其对不透水表面的响应

该文基于Landsat TM/ETM+影像,获取大尺度区域的温湿指数,并评估温湿指数对不透水表面的响应。利用地表温度代替气温、归一化水汽指数代替相对湿度,对传统的温湿指数计算公式进行改进,并计算了珠江三角洲核心区域的温湿指数。运用空间剖面和归一化方法,分析了温湿指数的时空演变,发现城市范围内的温湿指数要比郊区的高,初夏和秋季的温湿指数城乡间波动要比初冬的大,且温湿指数呈逐年升高趋势。进一步分析温湿指数与归一化裸露指数的关系,发现二者存在明显正相关(相关系数分别为0.41、0.45和0.35,显著性水平为0.01)。表明不透水表面的增加导致温湿指数升高,从而加剧了夏秋季城区范围内人们对热的不舒适感,提高了冬季人们对热的舒适感。

改进型归一化差值不透水表面指数探讨——以兰州市建成区为例

深入分析研究区不透水表面和其他城市基本组分土地覆盖类型的特征后,通过研究已有归一化不透水表面指数(NDISI)提取方案的适用性和研究区域特点,创建出一种改进型归一化差值不透水表面指数(MNDISI),并结合实地调查分析,在中等分辨率影像上运用基于对象的方法,提出新的指数增强提取方案,实现不透水表面信息的自动准确提取,并将其作为一个范例供其他西北内陆城市借鉴。

基于POI与不透水表面指数的城市建成区提取

准确识别城市建成区边界,对科学实施城市规划和建设、促进城乡可持续发展具有重要意义。从城市建成区概念出发,综合考虑建成区连片和公共设施配置,提出一种基于POI核密度与不透水表面指数的建成区边界提取方法。该方法以不透水表面指数和市政公用设施和公共设施POI核密度为主要数据源,通过构建城市建成区综合指数(POI&ISA指数)和最佳阈值选取等步骤可实现较为准确的城市建成区提取。以武汉都市发展区为例,将该方法与基于POI方法的建成区提取结果进行对比,结果表明基于POI&ISA指数的方法提取精度较高。该方法可弥补单一POI数据源在城市尺度建成区提取中的不足,且通过对POI数据类型初选和带宽的适当选取提高对公共设施配置的表征能力,在局部地区可获得更好的建成区提取效果。

滇池流域不透水表面扩张监测与时空过程分析

人类活动是影响和改变自然和人文环境最主要的因素,而不透水表面是反映人类活动频度与强度重要指标。近30年来,随着城镇化的不断推进,不透水表面快速扩张,同时伴随着一系列流域水环境问题产生。掌握不透水表面变化的时空过程是改善流域水环境、控制水污染的基础。为此,以滇池流域近25年来的TM影像与OLI影像为数据基础,将改进的NDBI算法及线性光谱混合分析法相结合,得到了滇池流域近25年来不透水表面的空间范围、空间分布、不透水表面指数、不透水表面覆盖度等指标。实验结果表明,本文采用的算法效果较好,0.2 m空间分辨率的航拍影像精度检验结果表明,提取精度达到85.27%;滇池流域不透水表面覆盖率达19.44%,部分子流域不透水表面覆盖率超过40%,其对流域生态系统功能和结构有直接的影响。

中心城区不透水表面与城市热岛效应关系研究

不透水地表作为城市土地覆盖类型的重要组分,其分布格局与密度大小对城市生态系统服务功能会产生相反且决定性的作用,其中对地表的增温效应是城市热岛问题关注的核心内容。本研究通过线性光谱混合分解模型提取城市不透水地表,基于Landsat TM6热红外波段数据的单窗算法反演地表温度,并进行两者的关系研究。结果表明:城市不透水地表与地温空间分布格局呈现高度相似性,其数值都随距城市中心距离增加而逐渐减小,定量分析表明两者具有明显的指数相关关系。

2005～2017年快速城市化背景下洱海流域不透水表面时空格局分析

近年来随着中国经济建设的不断加快以及城市化的快速发展,工业和人口的大规模聚集造成了不透水表面的快速扩张,这对城市生态环境产生了严重的影响。作为城市化水平的关键指示因子,不透水表面已经被广泛应用在城市生态环境评估中。为了定量的分析洱海流域不透水表面拓展的时空动态特征规律,以大理市所在的洱海流域为研究对象,利用2005~2017年的大理市Landsat 5、Landsat 8遥感影像,提取基于改进的归一化水体指数(modified normalized difference water index,MNDWI)和归一化差值不透水表面指数(normalized difference impermeable surface index,NDISI)对洱海流域的城市、道路进行空间分析并提取出不透水表面信息进行空间格局分析。研究结果表明:2005~2017年,随着城市化的快速发展,洱海流域的植被覆盖率和水体等自然地物覆盖率处于下降状态,而不透水覆盖率从11.6%上升到19.8%,呈现快速持续上升趋势。由洱海水质和其流域内不透水覆盖率线性拟合结果可以得到两者具有一定的负相关性。可以预见洱海水质未来发展中随着不透水覆盖率的增长而下降。因此,在城市发展的同时,应该注重对洱海的综合治理,不能任水质自行调节。本研究结果为洱海流域内城市规划管理和流域水环境治理提供参考信息,具有重要的现实意义。

基于不透水表面指数的城市地表覆被格局特征--以深圳市为例

以遥感数据进行土地利用/覆被分类为基础,利用景观格局指数研究快速城市化地区地表覆被格局变化时,面临两大难题,即①混合像元影响分类的精度存在不确定性,直接影响格局分析结论的可靠性;②景观格局指数,难以有效分析城市内部局部地区景观格局演变过程的变化特征。针对上述关键问题,本文以不透水表面组分表征城市的主体景观,运用地统计学及剖面线方法分析深圳市地表覆被格局的空间分异及其演变特征。结果表明:①1990-2005年,深圳地表覆被空间格局经历了分散—单中心聚集—多中心分散—多中心聚集的演变过程,在经历了东西—西北东南—东北西南—南北方向的发展过程后,景观整体的自相关程度高,空间梯度差异小。1990年的不透水表面组分比2005年低20%～40%,并且早期局地变化波动较大,后期变化波动明显减小。在局地空间演变上,老城区变化小,新城区及工业区变化大,城市不透水表面的局地空间差异性显著缩小。②城市不透水表面具有显著的梯度特征,在空间上主要呈现连续渐变的特点,因而在格局分析方法上,地统计学与剖面线方法可以同时从整体和局地两个层次对空间格局演变进行有效刻画。

不透水表面遥感监测及其应用研究进展

不透水表面是城市中一种人工地表特征,隔离地表水下渗到土壤,割断了城市地表与地下水文联系,主要由城市中的道路、停车场、广场及屋顶等建筑物组成。不透水表面影响城市的地表径流、水文循环、水体质量、局部气候、生物多样性等生态环境要素,是监测城市生态系统及环境变化的重要指标,也是许多生态环境模型的主要输入参数。本文归纳了不透水表面提取技术及其对城市自然生态环境影响的研究进展。从遥感提取技术方面看,亚像元分解等新的运算方法提取中尺度分辨率遥感影像的不透水表面,将是未来遥感技术应用到城市自然资源环境研究的趋势。在数据源方面,中分辨率（10~100m）与高分辨率（0.3~5m）遥感数据为不透水表面指数在大范围、多时段的获取提供了可靠基础。在不透水表面指数应用方面,城市地表覆被监测与模拟可以为城市未来发展及规划管理提供基础。鉴于不透水表面决定了城市地区的地表水文循环、非点源污染、能量分布、植被变化及生物多样性等生态环境要素,因此搭起深入理解城市景观格局与生态过程相互关系的桥梁,是研究城市化的生态环境效应的最佳切入点。

基于“类NPP-VIIRS”夜光数据的北京市城市扩张时空特征分析

本研究以北京市为对象,采用2000—2019年“类NPP-VIIRS”夜光数据,在改进的不透水表面指数基础上结合多阈值法提取北京市建成区数据,进而对北京市建成区扩张的时空特征进行分析。结果表明:(1)本研究从空间和数量两个方面证明了基于“类NPP-VIIRS”夜光数据提取城市建成区信息具有一定的可信性。(2)从北京市建成区扩张叠加图可以看出,建成区扩张方向主要为东南和西北方向。(3)2000—2009年,北京市建成区面积保持稳定增加;2010年和2011年,呈现连续负增长;2012—2019年,呈现缓慢增长。

城镇化过程中流域不透水面演变格局——以天津于桥水库流域为例

不透水面是衡量流域城镇化发展状况的一个关键指标,其扩展对流域生态水文过程产生重要影响.本文以天津于桥水库流域为例,在ENVI 5.1软件支持下,利用遥感影像获取1984、1994、2004和2013年4个时相的不透水面信息,采用修正后的归一化水体指数剔除水体信息,排除水体对不透水面提取精度的影响,运用线性光谱混合分析法生成流域不透水表面指数(ISA),并对其时空演变格局进行分析.结果表明:模型均方根误差(RMSE)为0.005,像元精度为85.4%,试验结果准确可靠.1984—2013年,流域内不透水面覆盖度ISA平均值从0.16线性增长到0.23,在全流域范围内的不透水面面积增加了4.9%,其总不透水面面积增加近1倍.不透水面沿城镇区域呈现辐射式增长,沿子流域路网呈现填充式增长.不透水面覆盖度为中等等级的斑块形状不规则,破碎化程度最高.整个流域景观破碎化程度和多样性均逐年增高,人为干扰强度不断增大.

城市潜在绿色廊道构建方法——以常州市为例

在RS和GIS的支持下,利用遥感影像分类、斑块连通性分析和耗费距离模拟等方法形成一套完整的城市潜在绿色廊道构建体系。首先采用最优指数(OIF)和决策树(QUEST算法)获取城市绿地斑块空间布局,分析绿地斑块间的连通性;然后利用Spearman秩相关等统计方法确定不同连通指数对连通阈值的敏感程度,优选最稳定的连通指数划分绿地斑块的重要性等级,将具有较高重要性值的斑块作为绿地"源"和"目标";最后选用频率比方法改进耗费距离模型的成本表面,在不同空间尺度下,情景模拟城市潜在绿色廊道的空间布局,并对模拟结果进行定量分析与评价。结果表明:最优指数结合决策树方法的分类总精度为90.35%,Kappa系数为0.86,提取绿地面积占城市总面积的22.88%,大面积绿地斑块主要分布在滆湖的西部和太湖的北部;整体连通指数(IIC)具有较高的稳定性,在200～2400m的距离范围内,其dIIC的Spearman秩相关系数变化值最低(0.21);在600m的距离阈值下,以dIIC值大于1%作为标准,确定竺山斑块为绿地"源"及7个主要的绿地斑块为"目标";在不同空间尺度下,模拟的潜在绿色廊道的变形系数ξ值相近(1.28),其空间格局受研究尺度的影响较小。最后进一步探讨该方法体系实践的可行性,为城市绿地系统规划和建设提供科学合理的参考和依据。

适用于铝轧制的无渍抗磨液压油SW的研制

本文通过对基础油、黏度指数改进剂和复合添加剂的筛选,研制了一种用于铝轧制行业的无渍抗磨液压油。应用结果表明,研制油品能够保证铝轧制液压系统的平稳运行,同时解决因液压油泄漏导致铝材表面光洁度下降的问题,提高铝材的一次合格率。

基于POI&ISA综合指数计算的成渝经济圈建成区范围数据集(2010,2020)

城市建成区可以反映城镇化进程与城市空间格局,是城市规划建设管理工作的重要基础信息,准确提取城市建成区边界对于促进城市可持续发展具有重要意义。本数据集结合城市建成区的景观及功能特征,以2010、2020年的Landsat TM/OLI影像和百度电子地图兴趣点(Point of interest,POI)为数据源,构建了建成区综合指数(POI&ISA)反映建成水平,并通过最佳阈值选取等步骤提取得到成渝地区双城经济圈16个城市建成区的实验数据集。本数据集包括成渝地区双城经济圈16个城市两期(2010,2020)实验建成区边界及面积统计数据。数据集存储为.shp和.xlsx格式,数据集由257个数据文件组成,数据量为974 KB(压缩为1个文件,611 KB)。