隨著城市化進程加快,城市不透水面不斷增加,城市徑流污染、內澇等問題頻發(fā),由此帶來的損失日益增加,城市不透水面與地表徑流的關系已成為全球關注的熱點。因此,開展不透水面與地表徑流時空相關性研究對于指導區(qū)域的城市化過程、指導區(qū)域發(fā)展規(guī)劃和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境有重要意義。本文以杭州市主城區(qū)為例,提出結合雙重指數(shù)的線性光譜分解方法獲取不透水面蓋度、植被蓋度和土壤蓋度,提高了傳統(tǒng)線性光譜分解方法的精度。利用此方法提取杭州市主城區(qū)1990-2017年的不透水面蓋度、植被蓋度和土壤蓋度,在此基礎上計算相關的景觀格局指數(shù)。接著,以結合雙重指數(shù)的線性光譜分解方法提取的結果作為SCS-CN模型(Soil Conservation Service Curve Number Method)的數(shù)據輸入模擬1990-2017年杭州市主城區(qū)的地表徑流。最后,運用相關分析和回歸分析的方法對不透水面景觀格局指數(shù)與地表徑流進行分析,研究不透水面與模擬地表徑流的時空演變特征,得到不透水面與模擬地表徑流的關系。為驗證結果的區(qū)域適應性,選取北京市主城區(qū)作為驗證區(qū)域。結果表明:1)本文提出的方法與結論有較好的區(qū)域適應性,不受南北方的地區(qū)限制,結合雙重指數(shù)的線性光譜分解方法可有效提高提取不透水面、植被和土壤的精度,為SCS-CN模型提供高精度的數(shù)據輸入;利用SCS-CN模擬地表徑流的方法通過與內澇點的疊置得到間接驗證,表明模擬地表徑流有較高的準確性。2)杭州研究區(qū)近30年不透水面聚集度較高且呈增長趨勢,增長速率趨于平穩(wěn),上城區(qū)和下城區(qū)不透水面面積占比最高,不透水面密集度最高,江干區(qū)、西湖區(qū)和拱墅區(qū)的增長速率和增長強度相對較大;杭州研究區(qū)近30年模擬地表徑流不斷增長,220-240mm的徑流由中心城區(qū)向四周輻射,上城區(qū)和下城區(qū)模擬地表徑流最高,與不透水面的演變趨勢總體一致。3)不透水面的空間格局與模擬地表徑流高度相關,不透水面的斑塊破碎度和數(shù)量與地表徑流呈負相關,斑塊所占景觀比例、斑塊密度、斑塊聚集等與模擬地表徑流正相關,可通過合理控制相關景觀指標、優(yōu)化不透水面空間格局控制地表徑流。在此基礎上提出了防止城市內澇的建議:增加花園、綠地等用地類型;減少大面積不透水面斑塊,可將不透水面劃分成更多的小斑塊等。
【學位單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU984;TU992;X16
【部分圖文】：

為了改善這種情況，2016年起杭州市開始著重進行“海綿城市”的建設。本文以杭州市主城區(qū)為研究區(qū)，包括上城、下城、西湖、江干、拱墅5個區(qū)。研究區(qū)位于杭州市東北部（圖2-1），地勢低平，城市河網密布，降水強度大，降水頻率高，排水系統(tǒng)不完善，易發(fā)內澇。圖 2-1 杭州研究區(qū)地理位置與衛(wèi)星影像（Landsat-8 假彩色合成）2.1.2 北京研究區(qū)北京為我國的首都，城市中心為 39°54′N，116°25′E，屬于北溫帶濕潤大陸季風氣候，夏天天氣炎熱而且雨水較多，冬天氣溫較低，空氣濕度低，春天和秋

2 研究區(qū)介紹及數(shù)據預處理天的時間較短暫。北京三面環(huán)山，西北部地勢高、東南部地勢低，地形地貌決了北京城區(qū)易發(fā)內澇。近年來，北京經濟迅猛發(fā)展，各種摩天高樓拔地而起，透水面迅速擴張。但北京市排水官網設施老化，導致遇到暴雨時不能及時處理水，著名的 7.21 北京特大暴雨事件導致 79 人死亡，1 萬多間房屋倒塌……與同時北京還是極度缺水的城市，因此北京市亟需進行城市低影響開發(fā)，合理利雨水，以達到大雨時蓄水，缺水時可以放水的效果。為驗證南北方城市差異對本文的方法和結論沒有影響，選取北京中心城區(qū)作為南北區(qū)適應性的驗證區(qū)，北京中心城區(qū)包括東城、西城、海淀、朝陽、石景和豐臺 6 個區(qū)。

杭州研究區(qū)高程圖
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本文編號：2854943