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基于MODIS的归一化建筑指数与城市热岛效应关系研究

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江苏建筑 2015年第1期 100-102页

作者：王崇革刘佳传于臻刘剑山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590 山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590

随着城市化发展,城市建筑用地的增多对区域气候环境造成重要影响。文章通过对2010年4个月份的MODIS数据进行预处理,反演提取出青岛市区的城市归一化建筑指数以及地表温度数据,并对两者间之间的相关关系进行了研究。研究结果表明:城市建... 详细信息

随着城市化发展,城市建筑用地的增多对区域气候环境造成重要影响。文章通过对2010年4个月份的MODIS数据进行预处理,反演提取出青岛市区的城市归一化建筑指数以及地表温度数据,并对两者间之间的相关关系进行了研究。研究结果表明:城市建筑用地率(归一化城市建筑指数)越高的地区,城市的地表温度越高,热岛效应就越明显。同时,归一化城市建筑指数与地表温度的相关性的空间分布规律也为有效改善城市环境提供了借鉴依据。

关键词：城市建筑用地归一化建筑指数地表温度 MODIS

不同下垫面遥感指数与地温关系的空间差异性研究

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地球信息科学学报 2018年第11期20卷 1657-1666页

作者：帅晨沙晋明林金煌季建万周正龙高尚福建师范大学地理科学学院福州350007 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101

利用遥感指数解释城市地温(LST)时空特征是国内外城市热环境研究的热点。但是由于遥感指数针对不同下垫面条件下的差异性表达,造成其在不同研究当中对城市地温的解释存在区别。本文选取莆田市都市区为研究区,以2016年7月27日Landsat 8... 详细信息

利用遥感指数解释城市地温(LST)时空特征是国内外城市热环境研究的热点。但是由于遥感指数针对不同下垫面条件下的差异性表达,造成其在不同研究当中对城市地温的解释存在区别。本文选取莆田市都市区为研究区,以2016年7月27日Landsat 8影像为数据源,基于单窗算法反演地温,提取归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)、改进的归一化水体指数(MNDWI)3种遥感指数,并利用同期GF-2影像提取研究区内下垫面类型。本研究对比分析了下垫面与地温的关系、各遥感指数在不同下垫面与地温的关系;构建遥感指数-地温的最小二乘拟合(OLS)模型与地理加权回归(GWR)模型,并对两个模型的分析结果进行对比。分析结果表明:(1)下垫面对地温有显著影响,受地理空间连续性影响,人工表面的聚热效应会在临近林地、水体的区域减缓,而林地与水体的降温效果也会在临近人工表面时下降,表明下垫面对地温的影响也具有空间差异。(2) NDVI与MNDWI因本身值域特征,在水体区域与非水体区域与地温关系呈现不同的正负相关,而NDBI在定量解释其与地温的关系时呈现稳定的正向相关,因此基于NDBI构建OLS模型,在解读NDBI与LST的关系上,效果会优于NDVI、MNDWI。(3)相较于OLS模型,GWR因充分考虑遥感指数在定量描述与地温关系时存在的空间差异性,能够更好的解释遥感指数与地温的关系,对2个模型的模型残差进行空间自相关分析发现相较于GWR模型,利用OLS构建的遥感指数-地温关系模型存在一定空间局限。

关键词：地表温度归一化植被指数归一化建筑指数改进的归一化水体指数空间异质性地理加权回归

北京市行道树绒毛梣的水力结构对城市不透水表面比例的响应

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植物生态学报 2023年第7期47卷 998-1009页

作者：王嘉仪王襄平徐程扬夏新莉谢宗强冯飞樊大勇森林培育与保护教育部重点实验室干旱半干旱地区森林培育及生态系统研究国家林草局重点实验室城市林业研究中心北京林业大学北京100083 北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木育种国家工程实验室北京100083 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093

了解和量化城市树木耐旱性的变异性和潜在的驱动机制对于预测和管理全球气候变化下的城市生态系统稳定性至关重要。该研究以北京市常见行道树绒毛梣(Fraxinus velutina)为研究对象,选取6个不同不透水表面比例(用归一化建筑指数(NDBI)反... 详细信息

了解和量化城市树木耐旱性的变异性和潜在的驱动机制对于预测和管理全球气候变化下的城市生态系统稳定性至关重要。该研究以北京市常见行道树绒毛梣(Fraxinus velutina)为研究对象,选取6个不同不透水表面比例(用归一化建筑指数(NDBI)反映)的实验地点。利用遥感数据提取各地的NDBI和月地表平均温度(Ts)参数,并实地测定了空气水汽压亏缺(VPD)和黎明前水势(Ψ_(pd)),在生长季采用自然干燥法拟合各地点绒毛梣枝条木质部脆弱性曲线,并计算得到木质部栓塞脆弱性,测定各地点凌晨和中午枝条的自然栓塞化程度以获取不同地点木质部栓塞的恢复程度;同时测定了比导率(k_(s))和叶比导率(LSC)、气孔导度(G_(s))和最大光化学量子效率(F_(v)/F_(m))。研究了不同不透水表面比例下树木栓塞脆弱性(耐旱性)的适应性,以及耐旱性与其他水力性状之间的相关性。结果表明:1)不透水表面比例与50%导水率损失对应的水势值(Ψ_(50))显著负相关,不透水表面比例越高耐旱性越高;2)Ψ_(50)与Ψ_(pd)及VPD显著相关;3)k_(s)与Ψ_(50)间有显著权衡,但LSC与Ψ_(50)相关关系不明显;4)栓塞修复能力与Ψ_(pd)呈正相关关系;5)处于不同不透水表面比例地区的绒毛梣的F_(v)/F_(m)无显著差异;6)随不透水表面比例的增加,绒毛梣光合速率下降。该研究结果表明,不透水表面比例是影响绒毛梣耐旱性的关键城市环境指标之一,不透水表面比例提高导致绒毛梣耐旱性的提高,同时绒毛梣白天出现的栓塞可以在夜晚进行积极的修复,这两个特征均说明城市树木对于城市环境表现出水力结构的适应性,但这种适应性以光合速率下降为代价。该研究结果为快速城市化和全球气候变化场景下北京城市生态系统健康程度、弹性和稳定性评价提供了重要研究数据,并为决策者制定切实可行的北京城市树木管理策略提供了理论依据。

关键词：归一化建筑指数城市树木栓塞脆弱性水力效率气孔导度

基于BP网络研究城市扩张中的道路因素：以张家港市为例

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华东师范大学学报（自然科学版） 2009年第3期 63-71,107页

作者：钱育蓉李建龙干晓宇杨峰南京大学生命科学学院江苏南京210093 新疆大学软件学院新疆乌鲁木齐830008

结合GIS和BP神经网络等方法,将多幅TM遥感影像和土地利用图栅格化和数字化,抽取了道路距离、NDBI(归一化建筑指数)和NDVI(归一化植被指数)等影响因子,利用BP神经网络仿真了张家港市城市扩张侵占农用地的变化规律,以定量描述城市化过程... 详细信息

结合GIS和BP神经网络等方法,将多幅TM遥感影像和土地利用图栅格化和数字化,抽取了道路距离、NDBI(归一化建筑指数)和NDVI(归一化植被指数)等影响因子,利用BP神经网络仿真了张家港市城市扩张侵占农用地的变化规律,以定量描述城市化过程中道路对农用地的影响.结果表明:距道路约500m内的农转非概率高达12%,道路对周边农地减少的影响最远辐射至2000m处;-0.3化为建筑用地;同时,BP网络易陷入局部极小点的缺陷可以通过增加BP网络训练点来避免.

关键词：人工神经网络归一化建筑指数归一化植被指数城市扩张

徂徕山—莲花山地区环境生态指数时空变化与驱动因素分析

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国土资源遥感 2019年第4期31卷 199-208页

作者：马超蔡盼丽河南理工大学测绘与国土信息工程学院焦作454000 矿山空间信息国家测绘与地理信息局重点实验室焦作454000 中国科学院大学资源与环境学院北京100190

内陆岛屿型封闭生境的人-地关系紧张,是区域环境变化和人类活动的敏感指示器。基于Landsat MSS/TM/OLI数据(1982—2016年)、气象站点(1982—2012年)年均降水、气温数据和ASTER GDEM数据,对山东省徂徕山—莲花山地区的气候变化要素(年均... 详细信息

内陆岛屿型封闭生境的人-地关系紧张,是区域环境变化和人类活动的敏感指示器。基于Landsat MSS/TM/OLI数据(1982—2016年)、气象站点(1982—2012年)年均降水、气温数据和ASTER GDEM数据,对山东省徂徕山—莲花山地区的气候变化要素(年均降水和气温)、人类活动要素(耕地和建筑用地面积)以及遥感指数归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和归一化建筑指数(normalized difference building index,NDBI)进行时序分析和相关性分析。结果表明:近35 a间,林地和灌丛向草地和稀疏草地转变,草地和稀疏草地向裸地转变的趋势明显;形成了耕地、建筑用地包围林地,林地中有耕地和建筑用地的景观格局;核心区NDVI增速为0.0069/10 a,NDBI降速为-0.014/10 a;核心区周围NDVI降速为-0.018/10 a,NDBI增速为0.0035/10 a;耕地转出大,主要转化为建筑用地和林地;林地面积变化与耕地和建筑用地面积呈显著负相关。总体上,徂徕山—莲花山地区生态结构和景观格局均发生了不利变化。

关键词：徂徕山—莲花山地区封闭生境土地利用和土地覆被变化归一化植被指数归一化建筑指数生态格局

城市扩张下的哈尔滨地表温度空间变化态势分析

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中国农业大学学报 2018年第10期23卷 122-129页

作者：娄阁宁静孙琦惠郭磊刘雪儿赵超越东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

为探究地表温度时空变化特征对城市热岛效应、生态环境质量的影响,以哈尔滨市为例,将以2001、2008、2013和2016年4期Landsat卫星遥感影像为基础数据,采用辐射传输法、密度分割、象限方位法、缓冲区分析以及回归分析等方法,对哈尔滨市地... 详细信息

为探究地表温度时空变化特征对城市热岛效应、生态环境质量的影响,以哈尔滨市为例,将以2001、2008、2013和2016年4期Landsat卫星遥感影像为基础数据,采用辐射传输法、密度分割、象限方位法、缓冲区分析以及回归分析等方法,对哈尔滨市地表温度进行反演并划分等级,分析哈尔滨市地表温度时空分异总体特征,同时定量揭示并阐述地表温度和归一化建筑指数NDBI的相关性。结果表明:高温区主要集中在相应时期的建成区及工业园区,而水体、绿地及耕地则表现出明显的低温区;2001—2016年哈尔滨市高温区域扩张明显,但是在不同时期表现出不同的扩张方向、范围和模式;高温区域与城市建设用地空间分布具有一致性,城市化进程和人口流动加快高温区范围的扩张;地表温度和NDBI呈显著正相关,NDBI在表征热环境特征方面具有一定代表性。

关键词：地表温度归一化建筑指数时空演变城市扩张遥感

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基于中分辨率成像光谱仪数据的建筑指数研究

测绘科学 2015年第5期40卷 44-48,70页

作者：吕颖刘慧平刘锦绣北京师范大学地理学与遥感科学学院/遥感科学国家重点实验室北京100875

中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据是研究大尺度土地利用/土地覆盖的有效数据手段。针对现有建设用地提取方法的不足,文章通过分析MODIS数据的地物光谱特征,给出适合MODIS数据的归一化建筑指数,并以京津冀城市群为研究区提取建设用地,最后... 详细信息

中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据是研究大尺度土地利用/土地覆盖的有效数据手段。针对现有建设用地提取方法的不足,文章通过分析MODIS数据的地物光谱特征,给出适合MODIS数据的归一化建筑指数,并以京津冀城市群为研究区提取建设用地,最后从位置和面积两方面对提取结果进行精度验证。结果表明:该文构建的归一化建筑指数不但加强了MODIS数据中的建设用地,还成功抑制了裸地、荒地和已收割耕地等对建设用地提取的干扰。

关键词：城市群建设用地归一化建筑指数中分辨率成像光谱仪

苏、锡、常建成区遥感方法提取及城市扩展分析

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测绘科学 2011年第2期36卷 113-115页

作者：张雪峰杨晏立何政伟王锐张东辉成都理工大学地球科学学院成都610059 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 首都师范大学资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100037

将苏州、无锡、常州三市作为研究区域,详细介绍了借助遥感技术快速获取城市建成区的新方法和技术路线。将TM3、TM2两个波段移植于归一化建筑指数(NDBI)法,并同NDBI相结合提取城市建设用地,再通过制定的适于遥感划分建成区的界定方法,筛... 详细信息

将苏州、无锡、常州三市作为研究区域,详细介绍了借助遥感技术快速获取城市建成区的新方法和技术路线。将TM3、TM2两个波段移植于归一化建筑指数(NDBI)法,并同NDBI相结合提取城市建设用地,再通过制定的适于遥感划分建成区的界定方法,筛选出符合要求的建设用地得到三座城市的建成区范围。利用简单的统计方法和叠加分析方法,对苏、锡、常三市城市扩展空间进程进行分析和描述。研究方法可以高效获取城市建成区的具体范围,实时监测不同城市任何年份间城市扩展的变化动态。

关键词：建成区提取遥感归一化建筑指数扩展苏锡常

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昆山城市热岛效应特征及其关键影响因子研究

气象科学 2023年第2期43卷 155-166页

作者：季群包云轩汪婷吴俊梅陈粲南京信息工程大学、气象灾害预报和评估协同创新中心南京210044 昆山市气象局江苏昆山215300

昆山地处长三角超大城市群中,在热岛效应上受到了上海、苏州等大、中城市的显著影响。利用2014—2017年昆山气象站网逐小时观测资料分析昆山城市热岛强度时空分布特征的基础上,结合归一化建筑指数(Normalized Difference Built-up Index... 详细信息

昆山地处长三角超大城市群中,在热岛效应上受到了上海、苏州等大、中城市的显著影响。利用2014—2017年昆山气象站网逐小时观测资料分析昆山城市热岛强度时空分布特征的基础上,结合归一化建筑指数(Normalized Difference Built-up Index,NDBI),揭示了城市功能分区和城市扩张对该市热岛强度的影响,并通过一套用于城市气候研究的系统的场地分类方法—局地气候分区体系(Local Climate Zones,LCZ),探讨了不同城市用地的热岛强度特征。研究发现:昆山市热岛强度总体呈现夜间强、白天弱的特征。季节变化上表现为秋季最强,冬季次之,春季和夏季较弱;昆山市城市热岛强度处于逐年增长的过程,各镇中平均年际热岛强度增长率最高可达0.19℃·a^(-1)。高热岛强度范围由东南向西北延伸,湖陆风效应对昼夜热岛强度的分布及其变化有一定的影响,由于水体的作用,昆山市NDBI与夜间热岛强度的相关性较差,而与白天的热岛强度呈高度正相关。各镇不同的功能分区对热岛效应有显著影响,且当各镇的平均NDBI每增加0.1时,白天平均热岛强度会增加0.16℃;不同LCZ类型的热岛强度具有显著的差异,且地块城市化程度越高,热岛效应越强。密集低层建筑区(LCZ 3)和工业厂房(LCZ 10)的热岛强度与人类活动密切相关;开阔低层建筑区(LCZ 6)与茂密树木区(LCZ A)热岛强度表现出相似的变化特征;森林绿地(LCZ A、LCZ B)对热岛效应有缓解作用;水体(LCZ G)在白天有一定的降温效果,在夜间则会加剧热岛效应。

关键词：昆山城市热岛效应归一化建筑指数局地气候分区城市集约化