城市是現(xiàn)代人類活動(dòng)最密集的區(qū)域。近年來,隨著我國城市化進(jìn)程加快,城市擴(kuò)張迅速,不同的地理區(qū)域內(nèi)城市的擴(kuò)張模式有所差異。城市化所帶來的環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重,其中城市熱島效應(yīng)和城市降水的時(shí)空分布成為城市可持續(xù)發(fā)展面臨的重要問題。因此對(duì)城市熱島效應(yīng)和城市降水的時(shí)空差異進(jìn)行定量的研究,不僅可以作為以后研究區(qū)域熱島強(qiáng)度和降水時(shí)空差異比較的參考,也可以為城市規(guī)劃者和城市管理者提供參考依據(jù),具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以中國31個(gè)主要城市為研究對(duì)象,利用Globeland30土地利用類型數(shù)據(jù)、MODIS地表溫度產(chǎn)品、MODIS植被覆蓋類型產(chǎn)品、以及CMORPH衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù),分別計(jì)算了31個(gè)城市擴(kuò)張速度、城市擴(kuò)張強(qiáng)度、城市分維數(shù)、城市緊湊度、城市熱島強(qiáng)度(UHII)和城市降水強(qiáng)度比率。分區(qū)域分析了2000年到2010年中國31個(gè)城市的擴(kuò)張和形態(tài)變化,熱島強(qiáng)度的時(shí)空變化和城市降水的時(shí)空差異,利用不同邊界提取城市熱島強(qiáng)度和城市降水比率,并分析了城市擴(kuò)張對(duì)城市熱島效應(yīng)和城市降水的影響。結(jié)果表明:(1)2000年到2010年中國31個(gè)城市擴(kuò)張明顯,城市形態(tài)發(fā)生了變化。平均城市擴(kuò)張速度為9.82km~2/a,華東地區(qū)城市的平均擴(kuò)張速度最大(22.08km~2/a),華南地區(qū)最小(0.64 km~2/a)。2010年31個(gè)城市分維數(shù)和緊湊度為1.67和0.15,相較于2000年均減少了0.01。(2)2000-2004年31個(gè)城市月平均熱島強(qiáng)度從-1.80℃(十一月份,哈爾濱)到5.20℃(七月份,沈陽),年均熱島強(qiáng)度為1.24°C;而2008-2012年月平均熱島強(qiáng)度從-1.84℃(二月份,西安)到4.68℃(七月份,沈陽),年均熱島強(qiáng)度為1.15°C。31個(gè)城市四季平均熱島強(qiáng)度從大到小為夏季春季秋季冬季。利用傅里葉函數(shù)擬合一年中熱島強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)模式,發(fā)現(xiàn)有明顯的順時(shí)針變化或逆時(shí)針變化模式,以及有規(guī)律的中間有交叉點(diǎn)的模式。對(duì)各種變化模型進(jìn)行K-means聚類,發(fā)現(xiàn)它們?cè)谄邆�(gè)地理分區(qū)上有明顯的集聚性。(3)31個(gè)城市月降水強(qiáng)度比率為0.74到1.49。31個(gè)城市春季平均降水強(qiáng)度比率從0.83到1.19;夏季平均降水強(qiáng)度比率為0.93到1.07;秋季為0.74到1.19;冬季為0.79到1.51。夏季降水強(qiáng)度比率小于1的城市有10個(gè),其中華北地區(qū)、華中地區(qū)和華南地區(qū)的城市的降水強(qiáng)度比率都大于1。華南地區(qū)的三個(gè)城市四季的降水強(qiáng)度比率一直大于1。年降水強(qiáng)度比率的范圍為0.85(成都)到1.21(鄭州),其中成都、西寧和合肥三個(gè)城市的年降水強(qiáng)度比率小于1,而其他28個(gè)城市的都大于1。(4)熱島強(qiáng)度和NDVI指數(shù)呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)性,城郊NDVI差值越大的城市,NDVI對(duì)熱島強(qiáng)度的影響越明顯。城市擴(kuò)張對(duì)城市熱島效應(yīng)和城市降水的時(shí)空分布都有促進(jìn)作用。城市面積越大,城市熱島強(qiáng)度和城市降水比率相對(duì)越高。用2000年的邊界統(tǒng)計(jì)的結(jié)果整體要小于2010年邊界統(tǒng)計(jì)的結(jié)果,說明城市面積的增長對(duì)城市熱島和城市降水有潛在的促進(jìn)作用。
【學(xué)位單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X16;P426.6
【部分圖文】：

2 數(shù)據(jù)與方法2 數(shù)據(jù)與方法2.1 研究區(qū)域本文選取了中國 31 個(gè)發(fā)展速度較快，城區(qū)變化明顯的城市，他們均為省會(huì)城市或者直轄市（圖 2.1），并根據(jù)自然地理區(qū)劃將它們分為七個(gè)區(qū)域[75]：華北地區(qū)（北京、呼和浩特、石家莊、太原、天津），東北地區(qū)（長春、哈爾濱、沈陽），西北地區(qū)（蘭州、烏魯木齊、西安、西寧、銀川），華東地區(qū)（福州、杭州、合肥、濟(jì)南、南昌、南京、上海），華中地區(qū)（長沙、武漢、鄭州），華南地區(qū)（廣州、海口、南寧），西南地區(qū)（成都、重慶、貴陽、昆明、拉薩）。其中華東、華中、華南和西南地區(qū)主要屬于半濕潤半干旱的氣候，而東北、華北、西北地區(qū)是典型的干旱氣候。

設(shè)模式越規(guī)則。熱島強(qiáng)度計(jì)算市地表熱島強(qiáng)度即指城區(qū)的溫度和郊區(qū)的溫度的差值。UHII=TU-TS城市區(qū)域的平均地表溫度，TS為郊區(qū)的平均地表溫度。界的確定島一般是指城區(qū)的溫度和郊區(qū)溫度的差值，而常見的城郊1）依照行政邊界定義的城區(qū)，城區(qū)周圍的鄉(xiāng)村作為郊區(qū)；基礎(chǔ)，劃定閾值定義為市區(qū)范圍并生成對(duì)應(yīng)的緩沖區(qū)作為成強(qiáng)度設(shè)定閾值定義城區(qū)并生成緩沖區(qū)作為郊區(qū)。本研究利：將相連的城區(qū)用地作為城區(qū)的范圍，利用 CCA 算法將城然后利用 BGA 算法定義城區(qū)周圍相同面積的非建成區(qū)作為圖：

.3 建成區(qū)分布與城郊邊界提�。ū本� 2研究前期的準(zhǔn)備內(nèi)容。包括研究區(qū)并對(duì)所用數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，選建成區(qū)，并用 CCA-BGA 算法提取MODIS 的 8 天地表溫度合成產(chǎn)品，用了 8km×8km 的 CMORPH 衛(wèi)星面的分析做準(zhǔn)備。

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