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生态环境学报 2025年第2期34卷 279-292页

作者：孙艺菲孟丹宋加颖胡非凡李小娟首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048

北京作为中国首都和人口密集城市,其城市热岛效应问题较为严重,研究其热岛效应与人口热暴露风险对于减轻夏季高温对居民健康的不利影响至关重要。基于局地气候分区(Local Climate Zones,LCZ)分析北京市五环路内夏季地表温度(Land Surfac... 详细信息

北京作为中国首都和人口密集城市,其城市热岛效应问题较为严重,研究其热岛效应与人口热暴露风险对于减轻夏季高温对居民健康的不利影响至关重要。基于局地气候分区(Local Climate Zones,LCZ)分析北京市五环路内夏季地表温度(Land Surface Temperature,LST)及地表城市热岛强度(Surface Urban Island Intensity,SUHII)的日变化规律,探究不同LCZ间城市热环境的日动态变化和空间格局,并结合不同时刻的人口数据研究人口热暴露强度的时空分布特征,评估风险等级。结果表明:1)一天中研究区内的平均LST整体呈现先上升后下降的趋势,城市中心保持较高地表温度,SUHII先增加后减弱,夜间局部热岛现象消失,SUHII呈现出从城市中心向外围逐渐降低的层级结构;2)研究区内以紧凑型建筑区为主,不同LCZ类型的昼夜LST变化和SUHII差异显著,紧凑型建筑区的平均LST高于开阔型建筑区,白天SUHII平均值随着建筑高度升高而减小,夜间则相反;3)研究区内不同等级的人口热暴露强度在日内呈现出不同的变化趋势,一天中热暴露强度由城市中心逐渐向外扩散,正午时达到峰值,傍晚至夜间降至最低。因此在城市规划中,应避免过于密集的中高层建筑,并重视提高植被覆盖率,以缓解城市热岛效应,降低人口热暴露风险。

关键词：城市热岛局地气候分区人口热暴露日动态变化生态系统星载热辐射计实验(ECOSTRESS) 北京市

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城市化背景下京津冀地区遥感植被物候的变化特征

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应用生态学报 2025年第3期36卷 693-702页

作者：花艺玮孟丹胡非凡赵月张聪聪李小娟首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 水资源安全北京实验室北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 保定市自然资源和规划局河北保定071000

城市环境面临不透水面增加、城市热岛效应加剧以及空气污染严峻等多重挑战,对城市的植被物候造成一定影响。本研究对2002—2021年京津冀地区的MOD13Q1增强植被指数数据进行时间序列重构,基于动态阈值法提取出关键植被物候参数,探究动态... 详细信息

城市环境面临不透水面增加、城市热岛效应加剧以及空气污染严峻等多重挑战,对城市的植被物候造成一定影响。本研究对2002—2021年京津冀地区的MOD13Q1增强植被指数数据进行时间序列重构,基于动态阈值法提取出关键植被物候参数,探究动态城市化梯度下植被物候的变化特征。结果表明:研究期间,京津冀东南部地区的生长季开始期(SOS)较早、中部和西南部地区的生长季结束期(EOS)较晚,中部和东南部地区的生长季长度(GSL)较长;京津冀大部分地区的SOS提前、EOS推迟,导致GSL显著延长。不同植被类型的物候趋势总体一致,但具体表现各异:农田的SOS提前幅度最大,森林的EOS推迟幅度最大,农田的GSL延长幅度最大。2002—2021年,不透水面占比(ISP)每增加10%,SOS平均提前1.28 d, EOS平均推迟1.33 d, GSL平均延长2.2 d。此外,随着ISP增强,地表温度先升高,ISP到达40%后趋于稳定;随着地表温度升高,SOS呈现先提前后推迟趋势(拐点地表温度为23℃),EOS呈现先推迟后提前趋势(拐点地表温度为20℃),推测这一结果与光温周期耦合调控物候有关。植被物候在动态城市化梯度下的响应程度展现出显著差异,地表温度作为重要环境因素,对城乡物候差异的形成具有重要影响。

关键词：植被物候增强型植被指数城市化梯度地表温度

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基于LCZ的城市热环境及其驱动机制研究——以北京城区为例

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环境生态学 2025年第2期7卷 49-59页

作者：宋加颖胡非凡孟丹刘勇洪李小娟首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

城市空间形态与城市热环境的空间分异研究是城市生态环境、城市规划领域重要的研究议题。本研究以北京城区为例,基于Landsat数据,选取二、三维空间形态变量,探讨了局地气候分区(LCZ)视角下研究区四季的地表温度及城市热岛强度(UHII)变... 详细信息

城市空间形态与城市热环境的空间分异研究是城市生态环境、城市规划领域重要的研究议题。本研究以北京城区为例,基于Landsat数据,选取二、三维空间形态变量,探讨了局地气候分区(LCZ)视角下研究区四季的地表温度及城市热岛强度(UHII)变化与时空差异,并进一步分析城市空间形态变量对地表热环境的驱动机制。结果表明:1)研究区内建筑LCZ类型以密集中层LCZ 2和密集低层LCZ 3为主,自然LCZ类型以树林LCZ A/B为主,高密度建筑具有较高的热岛强度,且随着建筑高度增加地表温度降低,绿地和水体覆盖较多的区域热岛效应相对较弱,不同LCZ类型的热岛效应强度存在显著差异,夏季最为显著;2)从不同季节热环境空间分布来看,研究区在春夏两季表现为以热岛区为主,且夏季热岛强度和广度最高,UHII在5℃北京城区大部分街区整体的景观异质性和破碎度较低,景观形状较规则,中心城区容积率、建筑体积与建筑高度普遍较高,天空开阔度较小。通过对典型LCZ类型的热环境归因分析,结果表明,不同LCZ需要采用不同的优化策略,如LCZ 9(零散建筑)的关键影响因子只有BSF,LCZ 2(密集中层建筑)存在多个关键影响因子,需要协同多因子来优化城市热环境。研究结果能够为城市规划设计提供参考,助力于城市的可持续健康发展。

关键词：城市热岛城市空间形态北京局地气候分区

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REST架构与工作流技术在WebGIS中的应用——以渭河水环境管理办公平台为例

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测绘学报 2015年第B12期44卷 62-67页

作者：焦帅余洁王晓燕首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048

目前基于富网络应用的WebGIS平台已在多个领域得到了广泛的应用,但这些平台的地理事物多用户协同处理时效性不足,在地理业务流程中数据的共享与交互存在空间和时间上的限制。针对这一问题,本文提出了一种将REST(representational state ... 详细信息

目前基于富网络应用的WebGIS平台已在多个领域得到了广泛的应用,但这些平台的地理事物多用户协同处理时效性不足,在地理业务流程中数据的共享与交互存在空间和时间上的限制。针对这一问题,本文提出了一种将REST(representational state transfer)架构与工作流技术应用到渭河水环境管理办公平台的解决方案。该方案利用ArcGIS Server中REST架构将空间操作返回的地图要素以字符串的形式表达以及工作流任务管理平台可传递字符串这一特点,对工作流任务管理应用进行二次开发,使其与ArcGIS Server REST架构结合,并应用于整个办公系统,以提高水环境管理中多用户协同工作的时效性,解决数据共享与数据交互的限制问题。从试验结果看,本文提出的方案与传统的水环境管理办公系统相比,该方案实现了多用户协同处理环境管理相关功能,降低数据互操作和数据共享等操作的时间和空间的限制,可有效增强WebGIS平台的办公能力,提高使用者工作效率。

关键词： ArcGIS server REST JBPM 工作流 WebGIS 水环境管理办公平台

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富石英粉体热释光陷阱参数对等效剂量的影响

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原子能科学技术 2014年第2期48卷 372-377页

作者：赵秋月魏明建周锐宋波潘宝林首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 资源环境与地理信息系统北京重点实验室北京100048 国家重点实验室培育基地--城市环境过程与数字模拟北京100048 北京市京源学校北京100040

本文使用RGD-3B型热释光仪，获得富石英粉体的发光曲线。在5 K/s的升温速率下，发光曲线呈现448、551、654、756 K 4个峰。用多种升温速率法确定4个发光峰的激活能、频率因子和陷阱电子寿命。在一定激活能范围（0.7～1.86 eV ）内，随... 详细信息

本文使用RGD-3B型热释光仪，获得富石英粉体的发光曲线。在5 K/s的升温速率下，发光曲线呈现448、551、654、756 K 4个峰。用多种升温速率法确定4个发光峰的激活能、频率因子和陷阱电子寿命。在一定激活能范围（0.7～1.86 eV ）内，随激活能的增加，等效剂量呈指数增大。温度在548～608 K ，等效剂量从54 Gy增至485 Gy ；在608～748 K ，等效剂量随温度的升高变化不大，在531 Gy附近波动。

关键词：富石英粉体陷阱参数热释光等效剂量

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WorldView-2影像的湿地典型挺水植物群落含水量估算研究——以北京野鸭湖湿地为例

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红外与毫米波学报 2014年第5期33卷 533-545页

作者：宫兆宁林川赵文吉崔天翔首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

利用多光谱遥感技术定量估算野鸭湖湿地挺水植物的含水量.基于典型挺水植物的实测冠层光谱及其对应样方的叶片含水量和叶面积指数LAI数据,首先对芦苇和香蒲的地面实测光谱进行重采样,以模拟WorldView-2影像的光谱,然后利用模拟光谱分别... 详细信息

利用多光谱遥感技术定量估算野鸭湖湿地挺水植物的含水量.基于典型挺水植物的实测冠层光谱及其对应样方的叶片含水量和叶面积指数LAI数据,首先对芦苇和香蒲的地面实测光谱进行重采样,以模拟WorldView-2影像的光谱,然后利用模拟光谱分别构建芦苇和香蒲任意两波段反射率组合而成的比值(SR)和归一化差值植被指数(NDVI),通过分析植被指数与CWC(冠层含水量,Canopy Water Content)的相关关系,选择与CWC显著相关的植被指数,并通过单变量线性与非线性拟合的分析方法确定监测不同挺水植物群落的最佳植被指数,建立估算模型;结合覆盖研究区的WorldView-2高分辨率多光谱影像,对研究区的挺水植物群落CWC进行反演及制图.结果表明,基于模拟WorldView-2影像光谱构建的比值(SR)和归一化差值植被指数(NDVI)与CWC的总体相关性较高;SR(8,3)芦苇为估算CWC芦苇的最优植被指数,估算模型为y=0.005x+0.003,NDVI(8,3)香蒲为估算CWC香蒲的最优植被指数,估算模型为y=2.461x2-0.313x+0.032,通过交叉检验,CWC芦苇和CWC香蒲的预测精度分别为87.42%和82.12%,预测精度较为理想;利用实测数据对反演的CWC空间分布图进行了验证,通过验证,芦苇和香蒲影像估算CWC的均方根差(RMSE)分别为0.0048和0.0052,估算精度分别为83.56%和80.31%,表明利用WorldView-2高分辨率多光谱影像反演湿地挺水植物群落CWC具有较高的可行性.

关键词：挺水植物冠层含水量植被指数 WorldView-2 面向对象提取北京野鸭湖湿地

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斜采样的倾斜角度对采样产生混叠的影响及其与分辨率的关系

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吉林大学学报（工学版） 2015年第3期45卷 953-960页

作者：王京萌张爱武赵宁宁孟宪刚首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

针对斜采样倾斜角度的选取和混叠与分辨率关系不明确的问题，从采样理论分析了混叠的成因，设计了衡量混叠程度的混叠指数AI，引入空间有效分辨率分析了倾斜角度与混叠、有效分辨率的关系。经过分析得出：相同条件下斜采样比常规采样混... 详细信息

针对斜采样倾斜角度的选取和混叠与分辨率关系不明确的问题，从采样理论分析了混叠的成因，设计了衡量混叠程度的混叠指数AI，引入空间有效分辨率分析了倾斜角度与混叠、有效分辨率的关系。经过分析得出：相同条件下斜采样比常规采样混叠小的倾斜角度为57°～89°，最小混叠所对应的倾斜角度为78°；斜采样比常规采样空间有效分辨率高的倾斜角度为58°～87°，最大空间有效分辨率所对应的倾斜角度为75°。最后使用曲线拟合的方法得出混叠与空间有效分辨率的关系为幂指数关系。明确了倾斜角度与混叠及分辨率之间的关系，从而指导实际应用以满足特定混叠和分辨率的需求。

关键词：摄影测量与遥感技术混叠指数最佳倒易晶胞斜模式采样空间有效分辨率

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基于地面实测光谱的湿地植物全氮含量估算研究

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光谱学与光谱分析 2012年第2期32卷 465-471页

作者：刘克赵文吉郭逍宇王翊虹孙永华苗茜首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地北京100048 三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 北京市地质研究所北京100120

随着再生水越来越多的应用于城市湿地,湿地植物生长状态的大面积监测对于利用再生水的湿地恢复与重建具有重要意义。目前遥感技术已成为植物生长状态大面积监测的重要手段。本研究以北京市典型再生水城市湿地奥林匹克公园南园湿地为研究... 详细信息

随着再生水越来越多的应用于城市湿地,湿地植物生长状态的大面积监测对于利用再生水的湿地恢复与重建具有重要意义。目前遥感技术已成为植物生长状态大面积监测的重要手段。本研究以北京市典型再生水城市湿地奥林匹克公园南园湿地为研究区,以反映植物生长状态的重要指标全氮(TN)为研究对象,在测定研究区湿地植物芦苇(Phragmites australis)和香蒲(Typha angustifolia)的叶片光谱及TN含量的基础上,对数据进行预处理并建立二者的关系模型,包括单变量模型(比值光谱指数(SR)模型和归一化差值光谱指数(ND)模型),与多变量模型(逐步多元线性回归(SMLR)模型和偏最小二乘回归(PLSR)模型),并利用交叉验证决定系数(R2CV)和均方根误差(RMSECV)对模型精度进行检验。结果表明,不同湿地植物类型相比,利用芦苇反射光谱建立的各种预测模型的精度都高于香蒲;不同回归模型相比,多变量回归模型的精度较高;多变量回归模型中,PLSR模型的精度高于SMLR模型,其R2CV可达0.80,RMSECV仅为0.24,是建立湿地植物光谱与TN含量关系的最优模型。研究成果不仅为湿地植物生长状态遥感探测提供参考借鉴,而且可以为利用再生水的城市湿地监测与管理提供有力的科学依据。

关键词：湿地植物遥感高光谱全氮再生水

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城市扩张下的北京平原区降雨入渗补给量变化

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地球科学（中国地质大学学报） 2013年第5期38卷 1065-1072页

作者：朱琳刘畅李小娟郭高轩潘云首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 北京市水文地质工程地质大队北京100195

结合WetSpass模型与地理信息系统(geographic information system,GIS)、遥感(remote sense,RS)技术分析了城市扩张引起的土地利用类型变化对北京平原区降水入渗补给量的影响.在估算出1982年和2007年降水入渗补给量的基础上,将2007年土... 详细信息

结合WetSpass模型与地理信息系统(geographic information system,GIS)、遥感(remote sense,RS)技术分析了城市扩张引起的土地利用类型变化对北京平原区降水入渗补给量的影响.在估算出1982年和2007年降水入渗补给量的基础上,将2007年土地利用类型还原成1982年的情景重新估算,利用转移矩阵分析两年土地利用类型的相互转化关系,同时,基于GIS空间数据统计功能,计算出不同土地利用类型下的地下水补给量.结果表明,1982年至2007年,研究区内水浇地减少874km2,其中517km2转变为城镇建设用地.相对于1982年,2007年城镇建设用地扩张了831km2,区内降水入渗补给量减少约3 000万m3.研究成果可以为北京平原区的地下水资源保护及土地资源配置提供较为科学的参考.

关键词：城市化降雨入渗补给 WetSpass模型土地利用

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京津冀地区植被物候时空变化及其对城市化的响应

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生态学报 2023年第1期43卷 249-262页

作者：张聪聪孟丹李小娟首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 水资源安全北京实验室北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048

温度在调节植被物候的变化中起着重要作用,气候变暖和城市化均会对温度产生影响进而影响植被物候。基于京津冀地区2001—2020年的归一化植被指数(NDVI)时间序列影像,参照物候观测站点监测数据,采用动态阈值法提取出研究区关键物候参数,... 详细信息

温度在调节植被物候的变化中起着重要作用,气候变暖和城市化均会对温度产生影响进而影响植被物候。基于京津冀地区2001—2020年的归一化植被指数(NDVI)时间序列影像,参照物候观测站点监测数据,采用动态阈值法提取出研究区关键物候参数,即生长季始期(SOG)、生长季结束期(EOG)和生长季的长度(LOG),分析近20年京津冀地区耕地、林地、草地不同植被的物候时空变化特征及其城乡差异,从而探讨植被物候对城市化的响应。结果表明:(1)耕地SOG分布呈现双波峰现象,林地和草地的SOG相对集中,3种植被的EOG的分布均较为集中;2001—2020年京津冀大部分地区的SOG提前,EOG推迟,LOG呈现延长的态势。(2)从城乡梯度物候差异的空间分布特征来看,整体而言耕地、林地、草地3种植被类型的城区物候与农村相比都存在SOG提前,EOG推迟的情况,并且城区与农村的物候差异幅度要明显大于城乡过渡带与农村的物候差异。(3)从城乡梯度物候差异的时间分布特征来看,2001—2020年间,研究区中新老城区、城乡过渡带和农村的SOG提前,EOG推迟,LOG延长,但耕地、林地、草地3种植被物候参数的城乡差异在逐年减小。(4)城乡温度差异越大,SOG提前的幅度越大,EOG推迟的幅度也越大。城乡春季温差每增加1℃,林地和草地的城乡SOG差异将分别增加9.44d(P<0.05)、10.66d(P<0.01);城乡秋季温差每增加1℃,林地和草地的城乡EOG差异将分别增加13.03d(P<0.05)、7.15d(P<0.01)。

关键词：城市化全球气候变暖植被物候动态阈值

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