[发明专利]土地利用变化与城市热环境之间机制的研究方法

说明书

本发明采用WRF模式对2000‑2015年的土地利用变化的气候数值进行模拟研究，以3km的分辨率分析土地利用变化的特征以及其与城市热环境的影响机制，定量计算土地利用变化对京津冀区域热环境变化的贡献率，利用ArGIS、遥感和统计学方法来揭示城市热环境的时空格局特征和演变规律。步骤有：1)研究主要采用中尺度天气预报模式模拟气温变化过程；2)应用遥感、GIS及数学方法定量化来分析京津冀城市群的土地利用变化与城市热环境之间的形成机制与发展规律；3)通过WRF模式，设计不同情景，控制土地利用变量，实现土地利用对区域热环境影响的分离。

技术领域

本发明属于土地利用类型领域，特别涉及土地利用变化和土地利用变化的气候效应对比研究方法。

背景技术

城市内部建设用地增长迅速，大量侵占周围耕地、林地等其他类型用地，以及城市间的相互作用导致下垫面的变化很大，由此引发的城市热岛效应进一步加剧，而大面积城市群的出现又使得各城市之间的“缝隙”进一步缩减，同时改变了整个区域的动力与热力结构特征，使得城市群热环境恶化，城市之间不可避免地出现热环境抵抗力降低，生态恢复力丧失等新型区域热环境生态安全问题。城市热岛问题已经超出了城市的行政边界而表现出区域特征。其中，城市间日渐牢固的经济政治纽带使得城市建设用地连接成片是造成热环境恶化主要原因，但更大范围上城市群的空间布局及不用类型用地的不合理利用也是造成问题的主要原因之一。

因此，以土地利用空间格局作为手段，从数量和空间结构方面入手，针对热环境特定问题提出解决措施，具有非常重要的实践意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种土地利用变化与城市热环境之间机制的研究方法，通过软件模拟，分析在土地利用类型下分别对热环境的影响程度，量化区域受到热影响的程度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：土地利用变化与城市热环境之间机制的研究方法,包括如下步骤:

1)研究主要采用中尺度天气预报模式(WRF，Weather research and forecastingmodel)模拟气温变化过程；

2)应用遥感、GIS及数学方法定量化来分析京津冀城市群的土地利用变化与城市热环境之间的形成机制与发展规律：自然要素和人为要素对区域热环境变化过程的影响程度。

3)通过WRF模式，设计不同情景，控制土地利用变量，实现土地利用对区域热环境影响的分离。

该方法具体步骤如下：

1)根据所研究区域，设置WRF模型模拟区域范围；

2)运用WRF模型模拟区域的气象条件；

3)将气象监测数据、土地利用数据、卫星遥感数据导入ArcGIS；

4)综合各个土地利用类型的变化图，以及研究范围的温度变化图；

5)根据上一步的结果来分析前者对后者的影响

土地利用变化的气候效应研究方法,将两期土地利用数据和相应时段的地表物理参数数据作为真实的下垫面条件。WRF模型用于定量模拟和分析土地利用变化和土地利用变化对区域气候的影响程度、趋势和差异。进一步揭示土地利用变化与土地利用变化过程与区域气候变化之间的定量关系，阐明主要土地利用变化对气候变化的影响。

本发明具有如下优点：

1.利用WRF及ArGIS模型模拟地区土地利用类型对温度的影响，速度快精度准。

能够准确揭示该地区热环境时空特征，揭示土地利用分布格局。并能改变下垫面类型等影响热量扩散的关键因素，定量分析土地利用类型在区域间对热量传输的影响，为预测城市热污染情况提供指导。