城市化对浙江省夏季极端高温事件的影响

基于夏季逐日最高气温和卫星遥感夜间灯光数据,分析了1971—2011年浙江省夏季极端高温事件的变化及其与城市化之间的联系。结果显示,过去41年浙江省绝大多数气象站点的夏季高温日数和高温度日数都呈现出增加的趋势,其中,环杭州湾城市群、温台沿海城市带和金华-义乌三大城市群地区的夏季高温日数和度日数的增加更显著;基于逐日气温95百分位数和35℃阈值两种高温日定义方法的研究结果相当一致,都表明由于城市热岛效应的存在,使得城市站比农村站具有更多的高温天数和更强的高温强度;进入21世纪,浙江省城市站相对于农村站的高温日数增加更显著,这与2000年以后城市化进程的加快密切相关。

未来土地利用情景下城市地表径流变化模拟预测研究

【目的】在快速城市化背景下,土地利用格局发生改变,建筑用地等不透水面比例增大,导致地表径流深度增加。因此,理解土地利用变化与地表径流的相互关系在城市防灾减灾工作中具有重要作用。【方法】以杭州市为例,利用CLUMondo模型,得到2030年土地利用情景模拟结果,并在此基础上,利用SCS模型模拟预测了未来地表径流深度信息,探讨了土地利用变化对地表径流的影响。【结果】结果显示:(1)到2030年,耕地面积减少到2070.72 km^(2),共减少283.55 km^(2);建筑用地增加到1227.74 km^(2),共增加了528.19 km^(2),林地和草地均出现了不同程度的减少。(2)在同等降水条件情景下,随着土地利用格局的变化,研究区平均地表径流深度呈逐年增加趋势,但增幅存在差异。在研究区西部的林地地区地表径流增加不明显,在研究区东北部的中心城区,地表径流的范围与深度显著增加。其中杭州主城区径流深度增加最为明显。【结论】2005年到2030年杭州的土地利用结构变化中,耕地与建筑用地变化最为明显,耕地面积不断减少,建筑用地面积不断增加;地表径流深度整体呈增加趋势,但在不同时段和区域都存在一定的差异性,其中杭州主城区径流深度增加最为明显。2005—2030年间杭州降水径流变化的原因与杭州城市化过程中的土地利用转化特别是耕地向建筑用地的转化密切相关。研究成果可为优化城市土地利用政策、缓解洪涝灾害提供理论依据。

社会网络视角下浙江省城市旅游经济联系测度及影响因素分析

以浙江省11个地级市为研究对象,选取2011年、2016年两个时间断面的数据,建立旅游经济联系的测度模型来获取11个地级市的旅游经济联系度.在此基础上,采用社会网络理论与方法,借助Ucinet软件得到节点的中心度、结构洞和网络密度以及空间网络模型来研究浙江省城市旅游的空间结构特征及影响因素.结果表明:2011年到2016年浙江省的旅游经济联系度和联系量、网络密度、节点中心度、接近中心度有了显著增长,而重点城市的中间中心度与结构洞水平下降,更多节点在网络中占据较多的结构洞位置,发挥了相应的核心作用.网络空间结构逐渐由松散走向紧密,由不均衡趋于均衡.产生这种变化的影响因素主要包括不同城市不同的区位交通、旅游资源和旅游政策.基于分析结果,提出优化浙江省旅游地空间发展模式的相应对策.

低影响开发设施组合下的城市雨洪调控情景模拟研究

【目的】低影响开发(Low Impact Development,LID)作为一种新型雨洪管理方法,包括绿色屋顶、雨水花园、透水铺装等典型措施,对降雨径流有明显的控制作用,能够有效降低城市内涝隐患。【方法】以浙江省海宁市为例,基于暴雨洪水管理模型(Storm Water Management Model,SWMM),模拟不同重现期(1 a、5 a、10 a、30 a、50 a)、不同布设比例(20%,50%,100%)LID组合措施情景下的城市内涝过程,分析海宁市溢流分布情况、程度及其原因,探讨溢流区域LID组合措施对节点溢流、地表径流以及管网负载的影响。【结果】结果表明:在不同设计降雨情景下联合路、海昌路、水月亭西路、西山路以及隆兴港等地管网溢流较为严重;LID组合措施布设比例相同时,随着重现期的增加,LID组合措施对地表径流和节点溢流的削弱作用呈下降趋势,LID措施的作用趋于饱和状态;重现期为30 a和50 a、布设比例为50%时,地表径流的削减为45.92%和44.09%。【结论】LID组合措施对雨洪的控制作用有限,降雨强度对节点溢流、地表径流起主导作用。海宁市部分老旧小区管道年份较长,管径较短,管网溢流情况严峻,建议重点关注区域管网改造和LID措施空间布局。研究成果对于海绵城市建设规划、缓解城市内涝灾害具有一定参考价值。

高分辨率遥感影像城市建筑垃圾自动识别的多种标注形式对比研究

数据集的构建是深度学习目标识别中最基础的工作,其在很大程度上决定了目标识别的精度。为研究不同标注形式的数据集对建筑垃圾识别检测效果的影响,分别采用正矩形、旋转矩形和多边形3种标注框的形式标注高分辨率遥感影像中的建筑垃圾,构建了正矩形建筑垃圾数据集、旋转矩形建筑垃圾数据集和多边形建筑垃圾数据集。对比分析实验结果发现:多边形标注框形式的最终识别正确率和识别精准率最高,最适宜建筑垃圾识别模型的构建;利用正矩形和多边形建筑垃圾识别模型均可有效实现对建筑垃圾的自动定位、识别和提取,且多边形建筑垃圾识别模型还可以识别建筑垃圾的轮廓,可以结合实地建筑垃圾高度估算建筑垃圾体积,为建筑垃圾的精准管控提供数据基础和技术支持。

2000—2010年中国城市空间形态紧凑度变化特征分析

紧凑城市作为一种缓解城市无序蔓延,高效利用土地资源和交通能源的一种可持续的城市形态,对于处于快速城市化进程中的中国具有重要的现实意义和理论价值。主要以我国35个案例城市为研究对象,利用遥感数据和统计资料,完成了我国城市空间形态紧凑度变化特征分析。研究表明,近十年来我国城市建成区扩展呈加速趋势,城市建设用地扩展的弹性系数的均值为2.27,可见快速城市化进程中建设用地的效率偏低;与此同时,城市建设用地标准化紧凑度指数的均值由2000年的0.1298降低至2010年的0.1177,城市空间形态紧凑度略有下降,城市空间扩展整体上以外延式扩展为主。

近十年来西溪湿地变化机制的驱动力分析

选取2000、2007和2012年的高分辨率遥感影像,对西溪湿地进行时空格局演变分析.结果表明,研究区内水域面积减少较为明显,其中河流面积减少了10%左右,库塘面积减少接近50%,植被面积也有不同程度的减少.城市建设用地大幅替代湿地,面积增加近4倍.城市化过程中的房地产开发和道路建设是湿地景观格局变化的主要驱动因素.因此,从干扰源的控制、防御和治理等角度,对西溪湿地的保护对策进行分析,并提出建议.

近50年来杭州城西湿地时空变化分析

基于RS和GIS技术,利用空间统计分析的方法对杭州城西湿地1955年、1974年的航拍图影像以及2010年ALOS遥感影像进行提取,结合土地利用转移矩阵,从时间、空间角度分析了杭州城西湿地从1955到2010年的时空变化状况;研究结果表明:1955-2010年,湿地总面积呈现先增后减趋势,从1955年238.31 km2到1974年247.66 km2,最后减少到2010年146.85 km2,其中自然湿地的面积持续减少,人工湿地的面积则是先增加后减少,各类湿地的转移特征不同,幅度大小不一,除了建设用地和湖泊外,各类用地转出面积明显高于保留面积;进而分析了城西湿地时空变化的主要驱动因素,一种是社会因素,一种是自然因素,其中社会因素占主导地位。

基于MODIS数据的长三角城市群热岛强度时空变化特征分析

随着全球变暖和城市化进程不断加快,城市热岛效应对居民生产生活和城市发展的影响逐渐加剧.本文基于2000~2019年时间序列的MOD11A2地表温度产品数据,通过等积缓冲区法进行热岛强度的定量测算,并对长三角城市群15个代表城市的地表热岛强度及其时空变化规律展开分析.结果表明:1)在空间分布上,相对临近内陆的城市地表热岛强度显著低于其他城市,相对临海城市的地表热岛强度在夏冬两季具有显著的昼夜差异;且大部分城市的核心区地表热岛强度呈下降趋势,而郊区呈显著上升趋势.2)在年际时间尺度上,白天地表热岛强度较大、变化幅度较广,主要集中在1.4~3℃;而夜间地表热岛强度较小,变化幅度较窄,主要集中在0.4~1.2℃.在过去的20年间,白天地表热岛强度主要受夏季影响,呈现逐年下降的趋势[0.18℃·(10a)^(-1)].3)在月际时间尺度上,3~10月白天地表热岛强度大于夜间地表热岛强度;此外,白天地表热岛强度与夜间地表热岛强度的相对强弱有显著的持续性时间变化趋势,依次为1~2月相似分布、3~10月交替分布、11月包含分布和12月相似分布,且地表热岛强度夏季最强,春季次之,秋冬最弱.值得注意的是,冬季与其他3个季节出现“冷岛”现象的昼夜比相反.

近30年杭嘉湖平原湿地格局变化研究

使用1993年、2003年、2008年和2015年4期Landsat TM/OIL影像,对杭嘉湖平原区进行土地利用/覆被变化(LUCC)分析.结果表明:1)1993—2015年,湿地面积持续减少,总缩幅高达46.14%,主要受城市化进程影响;2)1993—2003年,城市面积由50.18km2扩增至118.13km2,湿地面积同期缩小99.2km2;3)2003—2008年,湿地退化程度较其他时期更为明显,总缩幅达51.09%,减少的湿地类型主要转变为城市和休耕地;同样城市扩张也最为显著,年均增长近30%;4)2008—2015年,在整治政策的保护下,湿地面积实现正增长,年平均增幅为6.32%.总体而言,杭嘉湖平原湿地格局变化受自然因素和社会因素共同作用,但人为因素占主导,2008年之前侧重城镇发展,将湿地用地变为城镇或农业用地,近年来在政策引导下,推动湿地保护,使其面积有所增加.

城市湿地生态系统服务动态演化及其权衡关系——以杭州西溪湿地为例

以杭州西溪湿地为例,基于1984-2018年的高分辨率遥感数据,利用InVEST模型和当量因子法核算了该地区生态系统服务的动态变化,分析了生态系统服务间的权衡关系.结果表明:1)除固碳服务外,研究期内西溪湿地生态系统服务整体呈退化趋势;2)国家湿地公园的建设,使公园内外固碳服务与生物多样性服务呈现不同的变化趋势,这2种服务类型在公园内呈现增加、而公园外受城市化过程持续影响呈现降低趋势;3)受降水量增加、不透水地面扩大等因素影响,公园内外的产水量与营养物输出量等均呈现增加趋势,旅游开发和生态保护之间的矛盾并没有完全缓解;4)生态系统服务之间存在显著的权衡关系,主要是产水服务与固碳服务、生物多样性保护服务、娱乐和文化服务之间,空间上在城市不透水地面周围更为显著.

基于遥感的杭州湾湿地鸻鹬类水鸟适宜生境时空变化特征研究

鸻鹬类是“东亚—澳大利西亚”迁飞通道上最主要的迁徙水鸟,了解鸻鹬类生境的变化对其种群资源的监测和保护、动物流行病的预防都有一定的现实意义.杭州湾滨海湿地位于该候鸟迁徙通道中段,是迁徙水鸟一个重要的能量补给站.研究基于1984—2017年5个时段的Landsat卫星遥感数据,根据不同生境的水分、植被覆盖度、湿度等特征,计算湿地光谱指数,利用监督分类对杭州湾湿地水鸟生境进行分类,并研究生境格局的时空变化,探索杭州湾湿地变化背景下鸻鹬类适宜生境指数的变化趋势.结果表明:1984—2017年间,滨海湿地面积总体增大,边界北移,但鸻鹬类适宜生境面积减少;鸻鹬类适宜生境中,光滩生境的景观趋于连片化,但海三棱藨草生境趋于破碎化;滨海湿地总体的多样性和均匀度有所增加,鸻鹬类适宜生境有向其他生境类型转变的趋势;鸻鹬类适宜生境指数总体呈下降趋势,但近年来在湿地的保护过程中,生境适宜度指数有回升的趋势.人类活动使得湿地中水鸟生境景观的演替速率大幅提升,对鸻鹬类生境构成了一定的威胁,在后期湿地保护的过程中应当考虑对水鸟生境质量加以改善.

气候变暖背景下浙江省早稻高温热害危险度空间差异性评价

利用浙江省42个气象站的历史观测资料,基于统计分析法和反距离权重插值法,研究气候变化背景下1961-2010年浙江省早稻高温热害的时空变化特征,进而开展灾害危险度区划研究.结果表明:浙江省早稻高温胁迫较严重的区域主要集中在浙中南区域,其中金衢盆地、永康盆地及丽水地区的一系列盆地由于空气不流通、热量易积聚,致使永康、金华、兰溪、丽水等地高温热害较为严重;而浙江省东部沿海区域由于夏季多发台风天气,高温热害程度普遍较轻;省内大部分地区高温胁迫呈加重趋势,尤其是21世纪初以来高温热害发生频次和强度均大幅上升;综合考虑高温热害多年平均状况及时间变化趋势,发现浙江省中南部早稻高温热害危险性较高,而沿海地区危险性较低.

基于World View-2影像的西溪湿地悬浮泥沙遥感监测

西溪湿地作为城市次生湿地,其生态和旅游功能为人们所重视,因此监测其水质安全尤为重要.水体中悬浮泥沙浓度是评定水质的相关参数之一,利用环境遥感技术可对水体的悬浮泥沙浓度信息进行监测.以西溪湿地2个时相的World View-2影像为主要数据源,通过水体光谱测量及水样采集,建立悬浮泥沙定量反演模型,并利用实测数据对反演模型精度进行验证评估.研究结果表明:1)采用第三、第五波段遥感反射率比值模型可削弱大气影响,突出悬浮泥沙信息,模型平均相对误差为19.98%;2)采用FLAASH大气校正方法,影像所有波段平均相对误差为17.58%;3)2011年、2013年选用的单景影像反演结果显示西溪湿地悬浮泥沙平均浓度分别为7.48mg/L、9.35mg/L,且湿地各区域悬浮泥沙浓度差异明显;4)采用合适的大气校正和悬浮泥沙反演模型,World View-2影像可较好地应用于西溪湿地悬浮泥沙浓度的遥感监测.

1960年以来6个时期长三角一体化示范区嘉善县姚庄镇水系结构与连通性变化分析

利用1960年、1970年、2000年、2016年、2018年、2020年6个时期嘉善县姚庄镇水系相关数据,建立姚庄镇水系结构与连通性评价指标体系,分析姚庄镇近60年来的水系结构与连通性变化过程.研究结果表明:1960—2020年,姚庄镇区域内水面率下降了30.77%,湖泊萎缩了近60%;1970年以前,农业生产活动导致湖荡萎缩,使姚庄镇水系结构与连通性呈下降趋势;1970—2000年,水系连通性受到农业生产活动和人为水利工程的影响,连通性总体呈增加状态;2020年之后,城市化进程中对部分河流清淤连通,河流连通性得到增强.

2001—2020年嘉善县水质时空特征变化分析

利用2001—2020年嘉善地区13个监测断面的4项水质指标监测资料,采用水质指数、累积距平法、Mann-Kendall突变检测法、克里金插值方法,分析该区域年度水质变化特征.结果表明,嘉善县近20年水质指数(water quality index,WQI)总体表现为波动变化.2001—2013年,WQI呈现波动上升趋势;2014年开始,WQI呈下降趋势,嘉善县地表水水质得到明显改善.从年际变化来看,氨氮年际变化最大,总磷(TP)次之,高锰酸盐指数(COD Mn)变化最小.嘉善县地表水水质污染的突出特征是氨氮、总磷.年内变化分析结果显示,3月份水质最差,10月份水质最好,WQI春季>冬季>夏季>秋季,且氨氮污染指数最高.空间维度分析结果显示,嘉善县北部水质较好,东南部水质较差.

城市公园景观空间结构对其热环境效应的影响

热岛效应是快速城市化进程中最具代表性的生态环境问题之一。以绿地和水体为主体的城市公园所形成的"城市冷岛"是缓解城市热岛效应和改善城市热环境的有效途径。研究选取北京市城区24个公园为研究对象,利用landsat-5 TM遥感影像反演城市地表温度,探讨城市公园内部景观构成、斑块形态和空间布局这3个方面的空间结构特征与其内部温度(Ta)、对周边环境降温的影响范围(Lmax)及降温幅度(ΔTmax)的关系。研究表明:从景观构成来看,Ta、Lmax、ΔTmax与水体面积均呈现显著相关性,是影响公园内外热环境的关键因子;Ta及ΔTmax与公园内绿地面积无显著相关性,而主要受三维绿量和硬质地表比例的影响;与此相反,Lmax与绿量相关性并不显著,但与林地面积呈显著正相关。因此,综合考虑公园内外整体降温效应,应在保证绿地面积达到一定规模的同时,尽量丰富绿地内部空间结构,增大三维绿量;从斑块形态来看,绿地斑块形状越复杂,公园内部温度越低,影响范围越远,而公园外围边界形状与内部温度呈较显著正相关,但对周边热环境的影响并不明显;从空间布局来看,硬质地表分布与Ta、Lmax、ΔTmax均显著相关,其布局越分散,内部温度越低,对周边的影响范围及降温幅度越大;此外,公园林地布局越分散,内部温度越低,影响范围越大,但对ΔTmax影响不明显。在城市公园规划设计中,从缓解城市热岛效应出发,应将公园景观内部的空间结构特征作为重要的考虑因素之一。

近40年椒江—台州湾滩涂围垦土地利用变化的遥感调查

利用1971年和1981年2版次地形图数据以及1981年、1990年、2001年和2011年4期遥感影像数据对近40 a来椒江—台州湾的滩涂围垦土地利用变化进行了调查。依据上述资料,利用GIS空间分析功能,获得了5期滩涂围垦土地利用现状及各期次之间的滩涂围垦土地利用变化转移矩阵。调查结果表明,近40 a来,椒江—台州湾滩涂围垦总体上呈增加趋势,土地利用变化的类型逐渐增多。1971—1990年间滩涂围垦土地利用类型多为耕地、养殖场和围垦用地;1990年以后,滩涂处于围垦开发利用热潮,光滩及围垦用地等多向耕地、居住用地、港口码头及养殖场等类型转化,而原本耕地及养殖场用地则多转化为居住用地。2001—2011年间,有80.77%的滩涂转化为围垦用地,光滩面积减少程度大,椒江—台州湾滩涂围垦扩张速度达到各时期最大值。

基于Markov-CLUES耦合模型的杭州湾湿地多情景模拟研究

杭州湾湿地是中国南北湿地的分界线,也是环杭州湾地区重要的区域生态安全屏障。由于全球气候变化和当地经济发展,杭州湾湿地资源锐减,湿地生态功能退化。因此,对杭州湾湿地未来发展趋势的模拟预测,可为资源合理开发、政府政策规划等提供科学依据。以杭州湾湿地为研究对象,利用2006年、2011年、2016年3期遥感影像提取湿地空间分布信息,对杭州湾湿地现状进行分析;构建Markov-CLUES耦合模型,运用耦合模型模拟了多情景下的杭州湾湿地未来演变趋势。研究结果表明,(1)杭州湾滨海湿地主要历史演变特征为:海岸带区域不断向浅海水域方向延伸;淤泥质海滩受到来自内陆方向的围垦;处于极不稳定状态;稻田类型极易转变为建筑等非湿地类型;非湿地面积呈不断上升趋势。(2)以2011年的湿地空间分布格局图为模拟年份初始图,运用Markov-CLUES耦合模型模拟了2016年的湿地空间分布格局模拟图,并以2016年的实际湿地分布现状图进行验证,结果表明,Markov-CLUES耦合模型的总体精度为86%,Kappa系数为0.81,说明Markov-CLUES耦合模型可用于模拟杭州湾湿地演变趋势。(3)通过对杭州湾湿地未来多情景模拟结果分析发现:淤泥质海滩在经济增长情境下围垦速率加快,与自然情景相比,面积下降速率增加3.46%;在滩涂资源保护情境下,面积几乎不变,得到了有效保护。稻田是除浅海水域外的主要湿地类型,在经济建设情景下,稻田向非湿地的转变速率增加5.31%,稻田面积下降;在粮食安全情景下,面积增加了3 470.76 hm^2,在数量上和空间分布上都得到了良好的保护。非湿地在稻田保护的情景下,由于来源的减少,面积增长受到抑制;在其他3个情景下均呈上升趋势;在经济建设的情景下,非湿地增加速度最快。

土地利用/土地覆盖变化情景模拟研究进展

土地利用/土地覆盖变化(Land-Use and Land-Cover Change,简称LUCC)是全球变化的重要组成部分,LUCC模拟模型是研究土地利用演变的重要方法.开展土地利用时空演变和预测模拟的研究,对合理规划土地利用,促进土地资源可持续发展具有重要意义.文中以LUCC为研究对象,综合近年来LUCC动态监测方面的相关研究,对各模型的应用及优缺点进行了详细论述,同时对LUCC的研究现状进行了总结,并对其发展趋势进行了展望.研究发现:1)LUCC预测模型由数量预测向空间预测、由单一模型向耦合模型发展;2)各模型有其优势及适用范围;3)多模型、多技术的综合应用是LUCC发展的必然趋势;4)LUCC模型缺乏对时间多尺度和长时间序列的研究;5)各系统之间的反馈关系以及"人类-环境"关系是LUCC的研究重点.