佟光臣，林 杰，陳 杭，顧哲衍，唐 鵬，張金池

（1.南京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，江蘇省南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心 江蘇省水土保持與生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210037；2.江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 揚(yáng)州225127）

基于多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)的常州市城市熱景觀變化特征

佟光臣1，林 杰1，陳 杭2，顧哲衍2，唐 鵬1，張金池1

（1.南京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，江蘇省南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心 江蘇省水土保持與生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210037；2.江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 揚(yáng)州225127）

為分析20多年來(lái)常州城市熱景觀時(shí)空變化特征，選用4景TM/ETM+影像（1986年、1992年、2000年、2010年）為基本數(shù)據(jù)源，在RS，GIS技術(shù)以及景觀分析工具的支持下，分析了常州市區(qū)熱島景觀格局變化特征。研究結(jié)果表明：1986—2010年常州建成區(qū)均存在顯著的熱島效應(yīng)。隨著城市化進(jìn)程加快，到2010年城市與郊區(qū)的溫差達(dá)到最大，為35.3 K；城市強(qiáng)熱島及其以上等級(jí)面積從1986年的8 580.24 hm2增加到2010年的17 725.23 hm2，相應(yīng)比例從4.58%增加到9.45%，增幅達(dá)106.33%；城市熱島等級(jí)類(lèi)型的景觀指數(shù)分析表明，到2010年高等級(jí)的熱島斑塊分布范圍和強(qiáng)度都明顯提高，兩環(huán)內(nèi)高等級(jí)的熱島片狀分布明顯。受城市人類(lèi)活動(dòng)加劇的影響，各熱島等級(jí)斑塊的形狀逐漸趨于復(fù)雜。從景觀水平尺度變化來(lái)看，2010年熱島景觀多樣性最豐富，分布最均勻，同時(shí)破碎化程度也最高。研究結(jié)論可為城市生態(tài)建設(shè)提供參考。

城市熱島；景觀分析；常州市

當(dāng)前，許多發(fā)展中國(guó)家正經(jīng)歷著城市化浪潮。為應(yīng)對(duì)迅速擴(kuò)張的人口，城市土地利用/覆被發(fā)生了巨大變化，具體表現(xiàn)為大量的農(nóng)用地轉(zhuǎn)化為建筑表面（混凝土材料）和柏油路面，而這些“不透水面”具有較高的太陽(yáng)輻射吸收率，導(dǎo)致城市在白天吸收了大量熱量，加之城市交通、工業(yè)生產(chǎn)、居民生活等產(chǎn)生的廢氣廢熱，最終產(chǎn)生“熱島效應(yīng)”。城市熱島是指由于城市化所引起的城市地表及大氣溫度高于周邊郊區(qū)的一種現(xiàn)象[1]。城市熱島引發(fā)一系列問(wèn)題，如加劇能源需求、危害人類(lèi)健康等，影響城市的持續(xù)健康發(fā)展，如何緩解城市熱島效應(yīng)成為當(dāng)下社會(huì)廣泛關(guān)注的問(wèn)題。城市熱景觀格局與熱島過(guò)程相互作用，相互影響。通過(guò)分析時(shí)間序列的城市熱景觀格局的變化規(guī)律，研究不同階段熱景觀格局與城市熱島效應(yīng)的作用，探索熱島和冷島景觀的最佳空間組成和配置模式，對(duì)緩解城市熱島效應(yīng)具有重要意義。

相比實(shí)地定位觀測(cè)，通過(guò)衛(wèi)星遙感熱紅外波段數(shù)據(jù)可以獲得具有空間完整性和時(shí)間同步性的地表溫度[2]，現(xiàn)已成為研究城市熱島的主要數(shù)據(jù)來(lái)源。目前，中等分辨率遙感數(shù)據(jù)被廣泛運(yùn)用于研究城市熱島效應(yīng)[3-8]，其中美國(guó)的Landsat系列衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，相關(guān)地表溫度反演算法較為成熟，是本文研究的理想數(shù)據(jù)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)城市熱島的研究主要集中在熱島的變化分析或者與土地利用變化的聯(lián)系上，具體體現(xiàn)在與NDVI、植被蓋度、不透水面蓋度、建筑指數(shù)、水體指數(shù)等單一指數(shù)的關(guān)聯(lián)上，難以描述整個(gè)熱島格局的全貌[9-10，6]。本文從景觀格局的角度出發(fā)，利用長(zhǎng)時(shí)間序列、多時(shí)相遙感影像對(duì)常州熱景觀特征進(jìn)行全面地定量表征。

作為長(zhǎng)江三角洲地區(qū)重要的中心城市之一、先進(jìn)制造業(yè)基地，伴隨著常州市“一片、七區(qū)”的規(guī)劃思路，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，熱環(huán)境發(fā)生了巨大變化。本文通過(guò)反演地表溫度和提取植被覆蓋度，分析20多年來(lái)常州市區(qū)內(nèi)熱景觀時(shí)空變化特征，這對(duì)于常州市區(qū)的科學(xué)規(guī)劃及生態(tài)綠城的建設(shè)都具有重要意義。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

常州地處江蘇省南部、長(zhǎng)江三角洲腹地，坐標(biāo)北緯31°09′—32°04′、東經(jīng)119°08′—120°12′，市區(qū)范圍（含天寧、鐘樓、戚墅堰、新北、武進(jìn)5個(gè)區(qū)）面積1 872 km2，2010年人口217萬(wàn)人，屬北亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，氣候溫和濕潤(rùn)，年平均氣溫16.3℃；雨量豐沛，年降水總量1 068.9 mm；春夏秋冬四季分明。

1.2 研究數(shù)據(jù)

本文選取4景Landsat系列影像，其中3景為T(mén)M影像，獲取時(shí)間分別為1986年5月22日、1992年5月22日、2010年5月24日（常州地區(qū)），1景為ETM+影像，獲取時(shí)間為2000年5月20日，軌道號(hào)均為119/38，雖然在時(shí)相上對(duì)于研究城市熱島不具有典型性，但4期影像在時(shí)相上較為接近，便于結(jié)果的對(duì)比。采用ENVI 5.1軟件，對(duì)TM/ETM+影像應(yīng)用Flaash模型進(jìn)行大氣校正、幾何配準(zhǔn)、研究區(qū)裁剪等步驟，然后導(dǎo)入ArcGIS 10軟件中進(jìn)行后續(xù)運(yùn)算及出圖。

1.3 研究方法

1.3.1 溫度反演及熱島等級(jí)劃分 由于熱紅外影像經(jīng)常缺乏對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)地面溫度，難以進(jìn)行精度驗(yàn)證，但是城市熱島研究大多注重的是溫度相對(duì)強(qiáng)弱的空間分布特點(diǎn)，而非絕對(duì)溫度大小，因此本文地表溫度（LST）反演采用如下公式[11]：

式中：T為溫度；λ為T(mén)M6波段的中心波長(zhǎng)（λ=11.5 μm）；z=hc/K=1.438×10-2m K（其中，h為普朗克常數(shù)，取值為6.26×10-34J/s；c為光速，取值為2.998億m/s；K為斯忒藩表示玻爾茲曼常數(shù)，取值為1.38×10-23J/K；ε為地表比反射率，其取值參見(jiàn)文獻(xiàn)[12]）。T根據(jù)NASA提供的Landsat用戶手冊(cè)的模型[13-14]進(jìn)行計(jì)算：首先將第6波段的像元值轉(zhuǎn)換為傳感器的輻射值，公式如下：

式中：L6為第6波段的像元在傳感器處的輻射值[W/（m2·sr·μm）]；DN為像元灰度值；gain和bias分別為第6波段的增益值[W/（m2·sr·μm）]和偏置值[W/（m2·sr·μm）]，可通過(guò)影像自帶的元數(shù)據(jù)獲得。

其次利用傳感器處的輻射值計(jì)算出傳感器處的溫度值即亮溫，公式為：

式中：T為亮度溫度；K1和K2為第6波段的定標(biāo)參數(shù)；TM 影像中K1=607.76 W/（m2·sr·μm），K2=1260.56 K，ETM+影像中K1=666.09 W/（m2·sr·μm），K2=1282.71 K。

計(jì)算出地表溫度后，參考孫颯梅等[15]的劃分方法，首先根據(jù)下面公式計(jì)算出相對(duì)溫度，有利于減少不同時(shí)相影像直接對(duì)比導(dǎo)致的差異，然后對(duì)相對(duì)溫度Tr進(jìn)行閾值分割，熱島等級(jí)劃分見(jiàn)表1。

式中：Tr為相對(duì)溫度；Ti為像元i點(diǎn)的溫度溫度；Ta為市區(qū)的平均溫度。

表1 城市熱島強(qiáng)度等級(jí)劃分

1.3.2 城市熱島景觀指數(shù) 本文選取景觀類(lèi)型和景觀水平兩個(gè)尺度進(jìn)行熱景觀格局變化分析。其中，景觀水平上的指數(shù)主要從整體上描述城市熱島特征，選取香農(nóng)均勻度指數(shù)、面積加權(quán)平均形狀指數(shù)、蔓延度指數(shù)、景觀分離度指數(shù)以及香農(nóng)多樣性指數(shù)等景觀指數(shù)。斑塊類(lèi)型水平的指數(shù)重點(diǎn)選用高等級(jí)斑塊類(lèi)型，主要是強(qiáng)熱島、較強(qiáng)熱島和極強(qiáng)熱島（4，5，6共3個(gè)級(jí)別），之所以選擇上述類(lèi)型是因?yàn)樗鼈儗?duì)熱島效應(yīng)起主導(dǎo)作用，主要指標(biāo)有斑塊密度、斑塊數(shù)、平均斑塊面積、斑塊類(lèi)型比例、面積加權(quán)分形指數(shù)、景觀形狀指數(shù)和聚類(lèi)指數(shù)等。所有景觀指數(shù)的計(jì)算是通過(guò)Fragstats 3.3完成的。

1.3.3 植被覆蓋度提取 歸一化植被指數(shù)（NDVI）是植被生長(zhǎng)狀態(tài)及植被覆蓋度的最佳指示因子[16]。本文利用像元二分模型估算研究區(qū)的植被覆蓋度，計(jì)算公式如下：

式中：NDVImax為完全由植被所覆蓋像元的NDVI值；NDVImin為裸土或無(wú)植被覆蓋區(qū)域的NDVI值。

計(jì)算植被覆蓋度時(shí)，通常根據(jù)圖像大小、圖像清晰度等情況，以置信度截取NDVI的上下限閾值分別近似代表NDVImax和NDVImin，可以在一定程度上消除遙感影像噪聲所帶來(lái)的誤差[17]。本研究通過(guò)分析4個(gè)時(shí)期NDVI數(shù)據(jù)，考慮時(shí)空差異，最終采用0.5%和99.5%的累計(jì)百分比為置信區(qū)間來(lái)確定NDVI最大值與最小值。

1.3.4 環(huán)內(nèi)分析 為了更好地反映城市熱景觀由中心向外擴(kuò)張的特點(diǎn)，模仿城市中的環(huán)城公路，本文以市中心商業(yè)區(qū)南大街為中心，參考城市發(fā)展情況，分別以5 km和13 km為半徑作同心圓。在本文中，以一環(huán)和二環(huán)來(lái)分別描述按上述方法作出的內(nèi)圓和外環(huán)。

2 結(jié)果與分析

2.1 城市地表溫度(LST)時(shí)空變化特征

1986—2010 年城市LST分布格局發(fā)生了顯著變化（圖1）。1986年常州一環(huán)內(nèi)平均LST為300.124 K，二環(huán)內(nèi)平均297.211 K，兩個(gè)環(huán)中最高LST為311.662 K，最低LST為284.424 K。城市中高的LST主要出現(xiàn)在老城區(qū)（一環(huán)內(nèi)），呈塊狀集中，沿運(yùn)河兩岸分布，這與城區(qū)早期發(fā)展過(guò)程中的“單核心區(qū)”空間結(jié)構(gòu)一致。其他較高LST主要零散分布于今新北區(qū)孟河鎮(zhèn)、武進(jìn)區(qū)太湖入口處及滆湖北岸。1992年一環(huán)內(nèi)平均LST為300.184 K，二環(huán)內(nèi)平均298.505 K，數(shù)值與1986年接近，高的LST分布狀況也相似。2000年一環(huán)內(nèi)平均LST295.292 K，二環(huán)內(nèi)平均293.844 K，最高LST為301.344 K，最低LST為288.839 K，城市中高的LST分布突破了原來(lái)的老城區(qū)而向南北擴(kuò)展，即北翼的新北區(qū)和南翼的武進(jìn)區(qū)，相應(yīng)一環(huán)與二環(huán)之間的LST差距也在縮小。這與城區(qū)發(fā)展過(guò)程中的“一體兩翼”結(jié)構(gòu)相似。2010年一環(huán)內(nèi)平均LST為300.419 K，二環(huán)內(nèi)平均298.924 K，最高LST為310.112 K，最低LST為287.650 K，溫差達(dá)到了22.46 K。城市中高的LST分布比2000年變化更加明顯，基本布滿二環(huán)以內(nèi)，中心城區(qū)外圍也以多塊片區(qū)分布。這與中心城區(qū)空間結(jié)構(gòu)未來(lái)定位的“一主兩副多組團(tuán)”和市區(qū)“一城、七片”用地布局相似。

圖1 1986-2010年城市二環(huán)LST變化

從1986—2010年城市LST的分布特征分析來(lái)看，城市高溫地區(qū)和低溫地區(qū)的溫度差異經(jīng)歷了先減小后增大的一個(gè)過(guò)程，2010年城區(qū)溫差最大值達(dá)到35.3 K。1986—1992年中心城區(qū)一直是高溫區(qū)。雖然這時(shí)屬于改革開(kāi)放初期，城市化建設(shè)才剛剛開(kāi)始，但已經(jīng)出現(xiàn)了較高溫度。這與中心城區(qū)人口密集、沿運(yùn)河老城區(qū)街道狹窄密集、公共空間嚴(yán)重缺乏等相關(guān)。2000—2010年這10年是常州城市快速發(fā)展時(shí)期。伴隨著城市化進(jìn)程的加快，高溫區(qū)域有增無(wú)減，除原有中心組團(tuán)外，高新組團(tuán)、新港組團(tuán)、城西組團(tuán)、城東組團(tuán)、湖塘組團(tuán)和空港組團(tuán)均出現(xiàn)高溫。

為定量研究城市植被覆蓋度與地表溫度之間的關(guān)系，采取隨機(jī)抽樣的方法，在兩環(huán)內(nèi)提取2 200個(gè)樣本（不含水域）的植被覆蓋度和地表溫度值，應(yīng)用線性回歸方法分析植被覆蓋度和地表溫度之間的相關(guān)關(guān)系（表2）。其中y為地表溫度，x為植被覆蓋度。

由表2可以發(fā)現(xiàn)，城市植被覆蓋度和城市的熱場(chǎng)呈負(fù)相關(guān)，不同年份相同時(shí)期城市熱場(chǎng)受植被覆蓋的影響大小可以從回歸系數(shù)上看出。許多研究[17-19]都證實(shí)：植被覆蓋水平與下墊面溫度存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。盡管所有的植物都具有降溫增濕、減緩熱島效應(yīng)的生態(tài)功能，但規(guī)模小、破碎化程度高或植被蓋度低的綠地對(duì)緩解城市熱島效應(yīng)的作用有限[19]。

2.2 城市熱島等級(jí)時(shí)空變化特征

從圖2中可以看到，1986年和1992年城市的熱島現(xiàn)象已經(jīng)十分明顯，熱島區(qū)主要由較強(qiáng)熱島和極強(qiáng)熱島控制，集中分布在市中心，與當(dāng)時(shí)建成區(qū)大體一致，和周?chē)蜏貐^(qū)形成鮮明對(duì)比，而此時(shí)城市化才剛剛開(kāi)始。相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)，低容積率但高建筑密度的傳統(tǒng)中心城區(qū)可以成為強(qiáng)熱島區(qū)[1，20]。主要原因與城市規(guī)劃有關(guān)，老城區(qū)各類(lèi)用地交錯(cuò)分布，建筑物及人口密集，功能混雜。至2000年，一環(huán)內(nèi)熱島強(qiáng)度有所緩解，較強(qiáng)和極強(qiáng)熱島基本消失，主要為中等熱島和強(qiáng)熱島，此時(shí)的城區(qū)開(kāi)始向南北發(fā)展，中心城區(qū)負(fù)擔(dān)功能得到疏解，受城市向南北方向發(fā)展影響，二環(huán)內(nèi)熱島強(qiáng)度在逐漸增加。至2010年，常州市熱島強(qiáng)度從極強(qiáng)、較強(qiáng)向強(qiáng)逐步轉(zhuǎn)變，呈現(xiàn)熱島中心從大面積集中到逐漸點(diǎn)狀分散化，一、二環(huán)內(nèi)大部分區(qū)域出現(xiàn)強(qiáng)熱島，部分地區(qū)重新出現(xiàn)較強(qiáng)熱島和極強(qiáng)熱島。此時(shí)的城市化進(jìn)程處于快速發(fā)展階段，土地開(kāi)發(fā)力度非常大，各類(lèi)生態(tài)綠化工程正在建設(shè)或剛完工不久，其生態(tài)功能尚未充分發(fā)揮。較強(qiáng)熱島和極強(qiáng)熱島主要出現(xiàn)在新北區(qū)常州國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)、武進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)和天寧區(qū)東南經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)附近。

表2 地表溫度和植被覆蓋度的關(guān)系方程

圖2 1986-2010年常州城市二環(huán)內(nèi)熱島強(qiáng)度分布

表3是各年內(nèi)強(qiáng)熱島及其以上等級(jí)分布面積和所占比例，可以看出2010年城市強(qiáng)熱島等級(jí)面積增加很快，由1986年的4 427.37 hm2增加到12 402 hm2，增幅達(dá)到180.1%。較強(qiáng)熱島和極強(qiáng)熱島等級(jí)都經(jīng)歷了先下降后上升的趨勢(shì)，其中較強(qiáng)熱島面積由1986年的2 436.84 hm2增加到2010年的4 408.2 hm2，增幅80.9%；極強(qiáng)熱島面積有所減少，由1986年的1 716.03 hm2減少到2010年的915.03 hm2，減幅46.68%。

2.3 城市熱景觀格局演變特征分析

2.3.1 斑塊類(lèi)型尺度上熱景觀格局變化特征分析 對(duì)1986—2010年斑塊類(lèi)型上各景觀指數(shù)的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，結(jié)果由表4可看出，城市中高等級(jí)斑塊（4，5，6）的比例增長(zhǎng)較快，其中強(qiáng)熱島等級(jí)（4）在高等級(jí)斑塊中的比例又是最大。強(qiáng)熱島等級(jí)的斑塊數(shù)、斑塊密度和景觀形狀指數(shù)在2000年達(dá)到最大，而平均斑塊面積（AREA-MN）也呈增加趨勢(shì)，并在2010年達(dá)到最大，主要是由于二環(huán)內(nèi)高等級(jí)斑塊相互連接形成大片所致。極強(qiáng)熱島平均斑塊面積（AREA-MN）有所減少，但斑塊數(shù)卻在增加。從1986—2010年，強(qiáng)熱島和較強(qiáng)熱島的面積加權(quán)平均分形指數(shù)（FRAC-AM）逐年遞增，說(shuō)明了受人類(lèi)活動(dòng)的影響高等級(jí)熱島斑塊的邊界形狀漸趨復(fù)雜。從表4中可以看出，強(qiáng)熱島的聚類(lèi)程度在2010年達(dá)到最大值，而較強(qiáng)熱島和極強(qiáng)熱島的聚類(lèi)程度是在1992年達(dá)到最大值，反映了常州市區(qū)從1992—2010年的城市化進(jìn)程中強(qiáng)熱島等級(jí)斑塊朝著集中連片的趨勢(shì)發(fā)展，而較強(qiáng)熱島和極強(qiáng)熱島斑塊趨于分散，這與城市建設(shè)的擴(kuò)張、中心城區(qū)功能得到疏解、規(guī)劃趨于合理等密切相關(guān)，在圖2中可以得到直觀的體現(xiàn)。

表3 常州城市相對(duì)溫度等級(jí)面積變化

表4 景觀斑塊類(lèi)型水平上的景觀指數(shù)變化

2.3.2 景觀水平尺度上熱景觀格局變化特征分析

在景觀水平上，由表5可以看出，2000年熱景觀斑塊的面積加權(quán)平均形狀指數(shù)（SHAPE-AM）的值最大，形狀最為豐富；2010年城市熱島斑塊的多樣性指數(shù)（SHDI）和均勻度指數(shù)（SHDI）最高，反映了此時(shí)熱島景觀斑塊類(lèi)型多，分布最為均勻。1986—2010年，城區(qū)熱島景觀的蔓延度先升高后降低，總體上呈下降趨勢(shì)，反映出低等級(jí)的熱島景觀比重在下降，優(yōu)勢(shì)度降低。景觀分離度（DIVISION）一直呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明熱島斑塊的破碎化在加劇。

表5 景觀水平上的景觀指數(shù)變化

3 結(jié)論與建議

（1）從整體空間分布來(lái)看，1986—2010年，常州建成區(qū)均具有明顯的熱島效應(yīng)。由于城市化的迅速發(fā)展，大片農(nóng)田和綠地被占用，導(dǎo)致市區(qū)內(nèi)的熱環(huán)境分布格局發(fā)生了明顯變化，城市中心與城郊的溫差逐漸擴(kuò)大，城市高溫區(qū)呈現(xiàn)由中心聚集向周邊分散的特點(diǎn)。

（2）從城市的植被覆蓋度與地表溫度之間的關(guān)系來(lái)看，兩者負(fù)相關(guān)關(guān)系顯著，隨著植被面積的減少和破碎化加劇，降溫效果也隨之減弱。

（3）從熱島等級(jí)和分布范圍變化來(lái)看，1986—1992年，城市熱島主要集中分布在中心片區(qū)，主要有較強(qiáng)熱島和極強(qiáng)熱島控制；2000年以后，隨著各類(lèi)開(kāi)發(fā)區(qū)的快速建設(shè)，高等級(jí)熱島斑塊（4，5，6）等級(jí)的分布范圍和強(qiáng)度都明顯提高。

（4）從城市熱景觀指數(shù)變化來(lái)看，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市中高等級(jí)熱島斑塊無(wú)論在的數(shù)量、密度還是比例上都呈上升趨勢(shì)，形狀也趨于復(fù)雜，相同等級(jí)類(lèi)型的斑塊集聚逐漸增強(qiáng)。到2010年城市的熱景觀多樣性最豐富，同時(shí)破碎度也最大，而熱景觀斑塊的蔓延度在逐漸下降，反映了原來(lái)占比較大的低等級(jí)熱島斑塊的優(yōu)勢(shì)度在降低，分布逐漸趨于均勻。

為減緩城市的熱島效應(yīng)，建議如下：（1）摒棄傳統(tǒng)的單中心城市發(fā)展模式，積極推進(jìn)多中心城市建設(shè)，合理疏解人口、建筑物密度，控制建成區(qū)的用地規(guī)模和新增規(guī)模。（2）應(yīng)結(jié)合舊城改造和新城建設(shè)，在城市中心和周邊開(kāi)發(fā)區(qū)適當(dāng)規(guī)劃建設(shè)較大面積的城市綠地斑塊，提高綠地分布的均勻度；同時(shí)提高城市原有綠地系統(tǒng)質(zhì)量，增加植被覆蓋度。（3）借鑒雨污分流措施，增加城市水體表面，尤其是濕地，也有助于緩解城市熱島效應(yīng)。

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Characteristic Change of Urban Heat Island in Changzhou City Based on Multi-Temporal Remote Sensing Data

TONG Guangchen1，LIN Jie1，CHEN Hang2，GU Zheyan2，TANG Peng1，ZHANG Jinchi1
（1.College of Forestry，Key Laboratory of Soil and Water Conservation and Ecological Restoration of Jiangsu Province，Co-Innovation Center for Sustainable Forestry in Southern China，Nanjing Forestry University，Nanjing210037，China；2.Jiangsu Surveying and Design of Water Resources Co.，Ltd.，Yangzhou，Jiangsu225127，China）

In order to analyze the temporal and spatial variation of the thermal landscape in Changzhou City over the past more than 20 years，choosing Landsat TM/ETM+images of 1986，1992，2000 and 2010 as the data sources，and supported by Remote Sensing（RS），Geographical Information System （GIS）and Fragstats tools，we tried to analyze the urban heat island landscape during those years.The results showed that heat island effects were prominence in the construction area of Changzhou City from the year of 1986 to 2010.With the acceleration of urbanization，the thermal differences between urban and rural areas magnified，the difference between the maximum and minimum land surface temperatures reached to 35.3 K in 2010.The area of intense level of urban heat island which included above it increased from 8 580.24 hm2in 2010 to 17 725.23 hm2in 1986，the corresponding proportion increased from 4.58%to 9.45%，respectively，the increase was 106.33%.The analysis results of class metrics showed that high-level heat island patche distribution improved obviously both in range and intensity.Two ring high-level heat island distribution of patchy was obvious.The shape of heat island patches become more complicated because of human activities.The analysis results of landscape metrics showed that there was the most abundant diversity and a high degree of heat island landscape fragmentation in 2010，its distribution was also the most homogeneous.The results of this study can provide the reference for urban ecological construction.

urban heat island；landscape analysis；Changzhou City

X16;X87

A

1005-3409（2017）01-0207-06

2016-01-04

2016-02-25

國(guó)家自然科學(xué)基金（31200534）；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目（PAPD）

佟光臣（1987—），男，江蘇邳州人，碩士研究生，研究方向?yàn)橘Y源與環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)。E-mail：969714589＠qq.com

林杰（1976—），女，遼寧丹東人，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事土壤侵蝕遙感監(jiān)測(cè)研究。E-mail：jielin＠njfu.edu.cn