發(fā)布時間：2020-11-02 18:37

　　 本文以哈爾濱市為例,利用Landsat 5 TM和Landsat 8 OLI遙感影像,運用單窗算法(the mono-window algorithm)獲取2000、2006、2010和2015年的地表溫度,分析研究近15年間哈爾濱城市熱環(huán)境變化特征以及城市熱島強(qiáng)度顯著的區(qū)域。基于V-I-S-W模型利用線性光譜分解技術(shù)提取中心城區(qū)地表組成信息,分析不同地表組成與地表溫度的關(guān)系及地表組成對溫度的影響,同時利用光譜分解熱混合(SUTM)、線性回歸、決策樹方法估算亞像元地表溫度,監(jiān)測典型地表組成對城市地表熱環(huán)境的綜合作用。計算地表組成的全局和局部自相關(guān)性指數(shù)(local moran’s I),定量研究地表組成聚集度與地表溫度的關(guān)系,在控制地表組成蓋度情況下分析其空間分布格局對城市地表溫度的作用。主要研究結(jié)果如下:(1)通過四個時期的地表溫度分析,哈爾濱主城區(qū)地表熱環(huán)境有以下特點:至2015年,主城區(qū)平均最高地表溫度和最低地表溫度差值逐年增大,南崗區(qū)和香坊區(qū)是平均地表溫度最高區(qū)域,呼蘭區(qū)平均地表溫度最低;2000年南崗區(qū)為熱島強(qiáng)度最大區(qū)域,自2006年后環(huán)路內(nèi)中心城區(qū)熱島強(qiáng)度始終最高,到2015年南崗區(qū)城市熱島強(qiáng)度增加的幅度最小,中心城區(qū)熱島強(qiáng)度增加百分比最大;至2015年高溫區(qū)域明顯擴(kuò)大,熱島中心四周輻射并向北部擴(kuò)展出現(xiàn)多個熱島中心;2000年和2015年兩個時期,主城區(qū)由低溫區(qū)、次低溫區(qū)轉(zhuǎn)為次高溫區(qū)和高溫區(qū)的比例較大,以及由高溫區(qū)變化為次高溫區(qū)和中溫區(qū)的比例達(dá)81.79%,出現(xiàn)了冷島變?yōu)闊釐u和熱島變?yōu)槔鋶u的兩個極化現(xiàn)象。(2)中心城區(qū)地表組成和地表溫度有顯著相關(guān)性,其中不透水面與地表溫度呈正相關(guān)關(guān)系,與植被和水體呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,和土壤有正相關(guān)關(guān)系和負(fù)相關(guān)關(guān)系;隨年際變化,地表組成每增加相同比例,地表增溫、減溫有顯著不同,2000年至2015年四個時期若不透水面蓋度增加10%,地表溫度依次升高0.25℃、0.33℃、0.37℃、和0.57℃,相比較而言,土壤最大可以達(dá)到土壤蓋度每提高10%,地表溫度會升高0.13℃,植被覆蓋度每增加10%,溫度最少會下降0.36℃,水體蓋度每升高10%,溫度最高可以下降0.22℃;2000年和2006年植被對地表溫度的影響最大(R2=0.079和R2=0.201),2010年和2015年不透水面對地表溫度的影響最大(R2=0.177和R2=0.297),2000年土壤和地表溫度相關(guān)性最小,2006年到2015年水體和地表溫度的相關(guān)性較小;在地表組成與地表溫度上述復(fù)雜關(guān)系的基礎(chǔ)上,基于多元線性回歸、光譜分解熱混合(SUTM)和決策樹模型估算中心城區(qū)亞像元地表溫度,其中前兩者估算精度比后者精度高。(3)不透水面的局部自相關(guān)性指數(shù)與地表溫度呈正相關(guān),即不透水面的聚集分布會增加地表溫度,植被和水體的局部自相關(guān)性指數(shù)和地表溫度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,土壤的局部自相關(guān)性指數(shù)和地表溫度有正相關(guān)和負(fù)相關(guān)關(guān)系,自2000年開始至2015年不透水面和植被的局部自相關(guān)性指數(shù)和地表溫度的相關(guān)性系數(shù)R2逐年增大;控制不透水面和植被的蓋度大小計算其局部自相關(guān)性指數(shù)與地表溫度的相關(guān)系數(shù),兩者的局部自相關(guān)性指數(shù)與地表溫度的相關(guān)系數(shù)均大于其蓋度大小與地表溫度的相關(guān)系數(shù),并且隨蓋度變化相關(guān)系數(shù)隨之變化,其中不透水面和植被蓋度接近50%時,兩者的局部自相關(guān)性指數(shù)與地表溫度的相關(guān)系數(shù)最大,蓋度大于50%時,蓋度大小和局部自相關(guān)性指數(shù)與地表溫度的相關(guān)系數(shù)都較大,不透水面蓋度大于80%時,不透水面與地表溫度呈負(fù)相關(guān),而植被蓋度大于80%,植被和地表溫度無顯著關(guān)系,但是局部自相關(guān)性指數(shù)和地表溫度仍為負(fù)相關(guān)關(guān)系,植被蓋度較小(小于10%)時對地表溫度的影響較小,此時植被的局部自相關(guān)性指數(shù)和地表溫度仍有顯著相關(guān)性。
【學(xué)位單位】：哈爾濱師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：P461;P407
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 地表組成與地表溫度相關(guān)性研究進(jìn)展
        1.2.2 地表組成空間分布特征與地表溫度相關(guān)性研究進(jìn)展
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
        1.3.3 特色與創(chuàng)新
第2章 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源
    2.1 研究區(qū)概況
    2.2 數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理
第3章 城市熱環(huán)境變化及熱島特征研究
    3.1 地表溫度反演
        3.1.1 地表溫度研究意義
        3.1.2 地表溫度研究方法
        3.1.3 地表溫度反演
    3.2 城市熱環(huán)境分析
        3.2.1 城市地表溫度年際變化分析
        3.2.2 熱場顯著區(qū)域分析
    本章小結(jié)
第4章 地表組成與地表溫度的定量關(guān)系研究
    4.1 地表組成蓋度提取
        4.1.1 地表組成信息提取方法
        4.1.2 城市地表組成豐度提取
        4.1.3 精度驗證
    4.2 城市地表組成變化
    4.3 不同地表組成對地表溫度的影響
    4.4 基于典型地表組成的地表溫度估算
        4.4.1 線性回歸模型
        4.4.2 決策樹模型
        4.4.3 熱混合
        4.4.4 模型精度對比
    本章小結(jié)
第5章 地表組成空間分布對地表溫度的影響
    5.1 地表組成空間分布特征
        5.1.1 地表組成的全局自相關(guān)性指數(shù)
        5.1.2 地表組成的局部自相關(guān)性指數(shù)
    5.2 地表組成的局部自相關(guān)性指數(shù)與地表溫度相關(guān)性研究
    5.3 不同豐度下不透水面的空間分布特征對地表溫度的影響
    5.4 不同綠度植被的空間分布特征對地表溫度的影響
    本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論和討論
    不足和展望
參考 文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝

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本文編號：2867417