基于遙感影像的城市景觀格局及其熱環(huán)境效應(yīng)研究

內(nèi)容概要

本書以遙感影像為主要數(shù)據(jù)源，從格局、關(guān)系、機制等方面較為系統(tǒng)地研究了城市景觀格局演變及其熱環(huán)境效應(yīng)。首先，分析了城市土地利用景觀格局的特征及其尺度效應(yīng)；基于光譜分析，對城市不透水面的分布進行了估算，做了空間格局分析；對城市舊城改造進行了系統(tǒng)的遙感研究；進一步研究了城市綠色空間結(jié)構(gòu)；在獲取城市熱環(huán)境信息的基礎(chǔ)上，探討了城市熱環(huán)境的時空格局變化特征；從多個角度對城市各種景觀生態(tài)要素與熱環(huán)境的關(guān)系進行了分析；最后，對城市熱環(huán)境形成的綜合作用機制進行了系統(tǒng)研究。    本書可供地理學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及GIS與遙感應(yīng)用等學(xué)科的科研工作者參考，也可以作為相關(guān)院校的教學(xué)參考書。

書籍目錄

前言第一章  緒論  1.1  研究背景和意義  1.2  城市景觀生態(tài)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與不足  1.3  研究的科學(xué)問題  1.4  研究目標(biāo)與主要研究內(nèi)容  1.5  本章小結(jié)第二章  方法與研究區(qū)域概況  2.1  理論借鑒  2.2  方法借鑒  2.3  光譜分解方法與空間多元分析模式    2.3.1  混合像元光譜分解方法及改進    2.3.2  地圖代數(shù)框架下的空間多元分析模式  2.4  研究區(qū)域概況  2.5  本章小結(jié)第三章  城市土地利用景觀格局的尺度效應(yīng)  3.1  尺度推繹的原理與方法    3.1.1  景觀格局及其指數(shù)選擇    3.1.2  尺度推繹的具體方法  3.2  景觀格局指數(shù)對粒度變化的響應(yīng)    3.2.1  粒度上推    3.2.2  粒度下推  3.3  景觀格局指數(shù)對幅度變化的響應(yīng)    3.3.1  從中心向四周擴大幅度    3.3.2  不同方向上景觀指數(shù)對幅度變化的響應(yīng)      3.3.3  景觀指數(shù)的空間異質(zhì)性對幅度變化的響應(yīng)  3.4  本章小結(jié)第四章  城市不透水面分布估算與空間格局分析  4.1  城市景觀生態(tài)要素遙感原理    4.1.1  城市土地覆被的光譜特征與遙感建模    4.1.2  城市不透水面分布估算研究進展  4.2  上海市不透水面分布估算    4.2.1  端元的選擇    4.2.2  端元蓋度的計算    4.2.3  不透水面蓋度的計算    4.2.4  精度檢驗  4.3  不透水面蓋度的空間格局分析  4.4  不同土地利用類型上不透水面蓋度的差異  4.5  本章小結(jié)第五章  城市舊城改造景觀空間格局遙感研究  5.1  混合像元分解    5.1.1  分解結(jié)果    5.1.2  精度分析  5.2  高低反照度端元的光譜特征分析    5.2.1  與實測地物反射光譜關(guān)系分析    5.2.2  與航空影像實地樣本關(guān)系檢驗  5.3  上海浦西內(nèi)環(huán)線內(nèi)舊城改造格局與模式  5.4  街道尺度上舊城改造的格局與模式  5.5  本章小結(jié)第六章  上海城市綠色空間結(jié)構(gòu)分析  6.1  城市常用植被指數(shù)的判別分析    6.1.1  植被指數(shù)計算及判別分析方法    6.1.2  上海市植被指數(shù)空間格局特征分析    6.1.3  植被指數(shù)對城市景觀類型樣區(qū)的判別分析  6.2  城市植被蓋度分布研究    6.2.1  城市植被遙感研究概況    6.2.2  基于線性光譜分析的植被蓋度計算    6.2.3  植被蓋度計算的精度分析  6.3  植被指數(shù)與植被蓋度的關(guān)系研究  6.4  綠色空間的格局差異分析  6.5  本章小結(jié)第七章  城市熱環(huán)境信息提取及空間格局分析  7.1  城市地表溫度反演研究進展    7.1.1  地表溫度反演的原理與方法    7.1.2  對地表溫度反演方法研究的評價    7.1.3  本研究采用的地表溫度反演方法  7.2  上海城市地表溫度的空間格局分析  7.3  上海城市熱環(huán)境格局的時間變化    7.3.1  城市熱環(huán)境空間格局的時間演變特征    7.3.2  近10年來城市地表溫度的變化    7.3.3  1989～2001年城市熱環(huán)境變化原因的初步探討  7.4  城市熱表面的分形特征及其意義分析    7.4.1  城市熱表面溫度剖面線的分形特征    7.4.2  上海市熱表面剖面線的分形意義    7.5  本章小結(jié)第八章  城市景觀格局的熱環(huán)境效應(yīng)研究  8.1  基于土地利用景觀的植被覆蓋與熱環(huán)境關(guān)系分析    8.1.1  城市土地利用景觀類型劃分    8.1.2  地表溫度與植被指數(shù)分布格局的對比分析    8.1.3  不同景觀類型上LST與NDVI的統(tǒng)計分析    8.1.4  城市景觀多樣性與LST、NDVI的關(guān)系研究  8.2  不同空間尺度上城市不透水面與熱環(huán)境關(guān)系分析  8.3  基于社區(qū)微區(qū)位的城市人口密度與熱環(huán)境的關(guān)系分析    8.3.1  數(shù)據(jù)處理    8.3.2  不同類型社區(qū)的熱環(huán)境與人口密度的空間格局分析    8.3.3  不同類型社區(qū)內(nèi)熱環(huán)境與人口密度的定量關(guān)系  8.4  本章小結(jié)第九章  城市公園與水域景觀的熱環(huán)境效應(yīng)研究  9.1  城市公園景觀斑塊的空間結(jié)構(gòu)及其熱環(huán)境效應(yīng)    9.1.1  數(shù)據(jù)與研究思路    9.1.2  公園斑塊特征及其熱環(huán)境效應(yīng)    9.1.3  公園景觀斑塊特征對周圍局地?zé)岘h(huán)境的影響  9.2  水域景觀格局及其熱環(huán)境效應(yīng)    9.2.1  水域景觀的空間格局分析    9.2.2  水域景觀的熱環(huán)境效應(yīng)    9.2.3  主要河流廊道的熱環(huán)境效應(yīng)比較分析  9.3  本章小結(jié)第十章  城市熱環(huán)境的成因機制研究  10.1  城市熱環(huán)境的影響因子與指標(biāo)體系    10.1.1  城市熱環(huán)境的影響因子分析    10.1.2  影響城市熱環(huán)境的指標(biāo)體系  10.2  空間多元分析思路與數(shù)據(jù)預(yù)處理    10.2.1  分析思路    10.2.2  數(shù)據(jù)預(yù)處理  10.3  城市熱環(huán)境成因的主成分分析    10.3.1  主成分分析方法    10.3.2  城市熱環(huán)境成因的空間主成分分析結(jié)果      10.3.3  城市熱環(huán)境空間格局成因的統(tǒng)計分析  10.4  城市熱環(huán)境主因子的探索性空間數(shù)據(jù)分析  10.5  基于SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱環(huán)境成因分類    10.5.1  SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理與技術(shù)路線    10.5.2  SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空間聚類結(jié)果    10.5.3  成因類型與實際地表溫度統(tǒng)計分析  10.6  改善城市熱環(huán)境的措施建議  10.7  本章小結(jié)第十一章  結(jié)論與展望  11.1  主要結(jié)論  11.2  研究展望主要參考文獻彩圖

章節(jié)摘錄

　　第一章　緒論　　1.1　研究背景和意義　　城市是人類生產(chǎn)、生活和文明成果最集中的地域空間，是地球表層物質(zhì)、能量和信息交換最活躍的場所。城市是一個復(fù)雜、動態(tài)的大系統(tǒng)，不僅包括生產(chǎn)、消費、流通等空間現(xiàn)象和空間過程，也包括造成空問現(xiàn)象的非空問過程（許學(xué)強等，1996）。當(dāng)今世界，尤其是發(fā)展中國家，正經(jīng)歷著一場前所未有的城市化浪潮。預(yù)計到2020年，我國東部沿海地區(qū)的城市化水平將達到60％以上（周剛?cè)A，賈生華，2001）。城市數(shù)量和規(guī)模不斷增加，大規(guī)模的城市用地開發(fā)已經(jīng)成為人類活動改造自然環(huán)境的主要方式之一，城市化所伴生的各種生態(tài)環(huán)境變化從城市、區(qū)域乃至全球尺度影響著地球表層原始的自然現(xiàn)象和生態(tài)過程。城市化過程中人類活動的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)正成為世界各國、各地區(qū)高度關(guān)注的緊迫性問題之一?！　木坝^角度上看，城市化也表現(xiàn)為一種土地利用/覆被景觀轉(zhuǎn)變的過程，即從由水、土、植被等要素組成的自然景觀轉(zhuǎn)變?yōu)橛伤?、瀝青、化工材料、金屬等要素組成的人工景觀。大量研究表明，這個過程具有重要的生態(tài)環(huán)境意義，如減少地表蒸騰、加速地表徑流、增加感熱存儲與交換以及加劇大氣和水體污染等，這一過程同時伴隨著人口集聚、交通擁擠、精神壓力增加等潛在的社會問題（Carlson et al.，1981；Goward，1981；Owen et al.，1998）。這些變化對城市中的景觀美感（landscape aesthetics）、能量效率、人類健康以及生活質(zhì)量等都具有一定的負效應(yīng)（McPherson et al.，1997；Rosenfeld et al.，1995）。因此，當(dāng)城市人口與地域規(guī)模持續(xù)增長時，對由農(nóng)村土地利用/覆被景觀到城市及其郊區(qū)土地利用/覆被景觀的轉(zhuǎn)變方式和生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究，意義十分重要。

編輯推薦

　　本書選擇了具有代表性的熱環(huán)境作為研究對象，按照景觀生態(tài)學(xué)的研究范式，探索了城市景觀格局變化及其熱環(huán)境效應(yīng)的演變規(guī)律。 本書主要研究內(nèi)容包括：①對城市景觀生態(tài)學(xué)的研究現(xiàn)狀進行評述，提出研究的科學(xué)問題和研究目標(biāo)。②提出了城市景觀格局及其熱環(huán)境效應(yīng)的遙感研究方法、核心技術(shù)。③探討城市土地利用景觀格局對尺度變化的響應(yīng)規(guī)律。④分析城市不透水面的提取方法，從不同的角度探討不透水面格局的空間差異。⑤利用遙感光譜分析方法研究了城市舊城改造景觀的空間特征以及改造模式。⑥分析了城市綠色空間景觀的空間格局和空間差異。⑦在定量提取城市地表溫度研究的基礎(chǔ)上，分析城市熱環(huán)境的時空格局變化。⑧重點分析在城市土地利用景觀基礎(chǔ)上各種景觀要素的熱環(huán)境效應(yīng)。⑨探討公園景觀斑塊與河流景觀廊道特征的熱環(huán)境效應(yīng)。⑩揭示城市熱環(huán)境的主要影響因素及其作用機理。⑨對全書做了總結(jié)，并對下一步工作進行了展望。

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