基于遥感影像的城市景观格局及其热环境效应研究

前言

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2城市景观生态系统的研究现状与不足

1.3研究的科学问题

1.4研究目标与主要研究内容

1.5本章小结

第二章方法与研究区域概况

2.1理论借鉴

2.2方法借鉴

2.3光谱分解方法与空间多元分析模式

2.3.1混合像元光谱分解方法及改进

2.3.2地图代数框架下的空间多元分析模式

2.4研究区域概况

2.5本章小结

第三章城市土地利用景观格局的尺度效应

3.1尺度推绎的原理与方法

3.1.1景观格局及其指数选择

3.1.2尺度推绎的具体方法

3.2景观格局指数对粒度变化的响应

3.2.1粒度上推

3.2.2粒度下推

3.3景观格局指数对幅度变化的响应

3.3.1从中心向四周扩大幅度

3.3.2不同方向上景观指数对幅度变化的响应

3.3.3景观指数的空间异质性对幅度变化的响应

3.4本章小结

第四章城市不透水面分布估算与空间格局分析

4.1城市景观生态要素遥感原理

4.1.1城市土地覆被的光谱特征与遥感建模

4.1.2城市不透水面分布估算研究进展

4.2上海市不透水面分布估算

4.2.1端元的选择

4.2.2端元盖度的计算

4.2.3不透水面盖度的计算

4.2.4精度检验

4.3不透水面盖度的空间格局分析

4.4不同土地利用类型上不透水面盖度的差异

4.5本章小结

第五章城市旧城改造景观空间格局遥感研究

5.1混合像元分解

5.1.1分解结果

5.1.2精度分析

5.2高低反照度端元的光谱特征分析

5.2.1与实测地物反射光谱关系分析

5.2.2与航空影像实地样本关系检验

5.3上海浦西内环线内旧城改造格局与模式

5.4街道尺度上旧城改造的格局与模式

5.5本章小结

第六章上海城市绿色空间结构分析

6.1城市常用植被指数的判别分析

6.1.1植被指数计算及判别分析方法

6.1.2上海市植被指数空间格局特征分析

6.1.3植被指数对城市景观类型样区的判别分析

6.2城市植被盖度分布研究

6.2.1城市植被遥感研究概况

6.2.2基于线性光谱分析的植被盖度计算

6.2.3植被盖度计算的精度分析

6.3植被指数与植被盖度的关系研究

6.4绿色空间的格局差异分析

6.5本章小结

第七章城市热环境信息提取及空间格局分析

7.1城市地表温度反演研究进展

7.1.1地表温度反演的原理与方法

7.1.2对地表温度反演方法研究的评价

7.1.3本研究采用的地表温度反演方法

7.2上海城市地表温度的空间格局分析

7.3上海城市热环境格局的时间变化

7.3.1城市热环境空间格局的时间演变特征

7.3.2近10年来城市地表温度的变化

7.3.31989～2001年城市热环境变化原因的初步探讨

7.4城市热表面的分形特征及其意义分析

7.4.1城市热表面温度剖面线的分形特征

7.4.2上海市热表面剖面线的分形意义

7.5本章小结

第八章城市景观格局的热环境效应研究

8.1基于土地利用景观的植被覆盖与热环境关系分析

8.1.1城市土地利用景观类型划分

8.1.2地表温度与植被指数分布格局的对比分析

8.1.3不同景观类型上LST与NDVI的统计分析

8.1.4城市景观多样性与LST、NDVI的关系研究

8.2不同空间尺度上城市不透水面与热环境关系分析

8.3基于社区微区位的城市人口密度与热环境的关系分析

8.3.1数据处理

8.3.2不同类型社区的热环境与人口密度的空间格局分析

8.3.3不同类型社区内热环境与人口密度的定量关系

8.4本章小结

第九章城市公园与水域景观的热环境效应研究

9.1城市公园景观斑块的空间结构及其热环境效应

9.1.1数据与研究思路

9.1.2公园斑块特征及其热环境效应

9.1.3公园景观斑块特征对周围局地热环境的影响

9.2水域景观格局及其热环境效应

9.2.1水域景观的空间格局分析

9.2.2水域景观的热环境效应

9.2.3主要河流廊道的热环境效应比较分析

9.3本章小结

第十章城市热环境的成因机制研究

10.1城市热环境的影响因子与指标体系

10.1.1城市热环境的影响因子分析

10.1.2影响城市热环境的指标体系

10.2空间多元分析思路与数据预处理

10.2.1分析思路

10.2.2数据预处理

10.3城市热环境成因的主成分分析

10.3.1主成分分析方法

10.3.2城市热环境成因的空间主成分分析结果

10.3.3城市热环境空间格局成因的统计分析

10.4城市热环境主因子的探索性空间数据分析

10.5基于SOM神经网络的热环境成因分类

10.5.1SOM神经网络原理与技术路线

10.5.2SOM神经网络的空间聚类结果

10.5.3成因类型与实际地表温度统计分析

10.6改善城市热环境的措施建议

10.7本章小结

第十一章结论与展望

11.1主要结论

11.2研究展望

主要参考文献

彩图

　　本书选择了具有代表性的热环境作为研究对象，按照景观生态学的研究范式，探索了城市景观格局变化及其热环境效应的演变规律。本书主要研究内容包括：①对城市景观生态学的研究现状进行评述，提出研究的科学问题和研究目标。②提出了城市景观格局及其热环境效应的遥感研究方法、核心技术。③探讨城市土地利用景观格局对尺度变化的响应规律。④分析城市不透水面的提取方法，从不同的角度探讨不透水面格局的空间差异。⑤利用遥感光谱分析方法研究了城市旧城改造景观的空间特征以及改造模式。⑥分析了城市绿色空间景观的空间格局和空间差异。⑦在定量提取城市地表温度研究的基础上，分析城市热环境的时空格局变化。⑧重点分析在城市土地利用景观基础上各种景观要素的热环境效应。⑨探讨公园景观斑块与河流景观廊道特征的热环境效应。⑩揭示城市热环境的主要影响因素及其作用机理。⑨对全书做了总结，并对下一步工作进行了展望。　　本书以遥感影像为主要数据源，从格局、关系、机制等方面较为系统地研究了城市景观格局演变及其热环境效应。首先，分析了城市土地利用景观格局的特征及其尺度效应；基于光谱分析，对城市不透水面的分布进行了估算，做了空间格局分析；对城市旧城改造进行了系统的遥感研究；进一步研究了城市绿色空间结构；在获取城市热环境信息的基础上，探讨了城市热环境的时空格局变化特征；从多个角度对城市各种景观生态要素与热环境的关系进行了分析；最后，对城市热环境形成的综合作用机制进行了系统研究。　　本书可供地理学、景观生态学、环境科学以及GIS与遥感应用等学科的科研工作者参考，也可以作为相关院校的教学参考书。