基于多源遥感的城市绿地热环境效应研究

The double effects of the continuous expansion of the cities and the regional warming trend unavoidably exacerbate the urban heat island (UHI) effect. The urban green space, an important component of the urban ecosystem, has been proved to be very effective in alleviating the UHI and regulating the micro-climate of the cities. How to optimize the urban green space to maximize its cooling effect, however, is still the research focus in urban green space planning. In this study, we select Hangzhou City as the study area. Multi-source remote sensing data, e.g. MODIS, ASTER and WorldView-2, are used. The detailed green space information is obtained using a high-resolution WorldView-2 imagery under the aid of the object-oriented and multi-scale segmentation techniques. The surface temperature data of MODIS and ASTER are downscaled to meet the requirement of multiple scale analysis, using the auxiliary information of the vegetation index and land use classification, respectively. On the basis of defining the spatial distribution of the UHI, the response characteristic of the integrated and detailed urban green space landscapes to the surface temperature, as well as the scale effects, are studied from the perspective of the regional, UHI space and typical urban green space system. It's aimed to construct an effective quantitative assessment methodology about the cooling effect of urban green space, and to provide scientific reference to optimize the layout of the urban green space and improve the cooling effect of the urban green space.

城市规模的不断扩大和区域气候变暖的双重影响使得城市热岛问题愈加突出。城市绿地作为城市生态系统的重要组分，其缓解城市热岛、调节城市小气候的作用已被证实。然而，城市用地的稀缺性使得城市绿地不可能无限制地增加。因此，如何优化城市绿地空间布局以实现城市绿地降温效应的最大化，依然是城市绿地空间规划研究中的热点和难点。本研究以杭州市为研究区，利用多源遥感数据（MODIS、ASTER及WorldView-2），通过面向对象的多尺度分割技术获取绿地结构信息；结合植被指数和土地利用数据，分别实现MODIS和ASTER地表温度数据的降尺度处理，以满足在不同空间尺度下分析问题的需要；在界定城市热岛空间分布范围的基础上，从热岛区域和典型绿地系统的角度出发，研究城市绿地结构和空间格局对地表温度的影响方式及其尺度效应，阐明降温效应与各影响要素之间的定量关系，为城市绿地结构配置和空间布局的优化提供科学参考依据。

城市规模的不断扩大和区域气候变暖的双重影响使得城市热岛问题愈加突出。城市绿地作为城市生态系统的重要组分，其缓解城市热岛、调节城市小气候的作用已被证实。然而，城市用地的稀缺性使得城市绿地不可能无限制地增加。因此，如何优化城市绿地空间布局以实现城市绿地降温效应的最大化，依然是城市绿地空间规划研究中的热点和难点。本项目以杭州市为研究区，首先基于长时间序列的MODIS地表温度产品、ASTER和Landsat多时相热红外数据，完成了区域和城市尺度下地表温度数据的获取，并在此基础上完成了研究区地表温度年际变化特征和时空分布规律分析；其次，在利用高分辨率遥感数据获取典型样区地类精细提取的基础上，完成了景观指数的筛选和研究区绿地景观的格局分析。在以上数据的支撑下，综合利用景观指数、空间分析和统计分析等技术方法，完成了典型剖面、典型地物和典型样区的城市绿地降温效应及其尺度研究，基本阐明了绿地结构与景观格局对地表温度的影响机制。