Geoinformatik und Geostatistik: Ein Überblick

Landsat-Auswertung der Bodenbedeckungszusammensetzung und ihrer Auswirkungen auf die städtische thermische Umwelt: Eine Fallstudie über den schnell wachsenden Großraum Shanghai von 2000 bis 2015

Fei Liu, Yuji Murayama

Die Landoberflächentemperatur (LST) ist ein wichtiger Maßstab zur Bewertung der thermischen Auswirkungen von Städten. Untersuchungen darüber, wie die LST räumlich und zeitlich auf Veränderungen der Landnutzung/-bedeckung (LUC) reagiert, können den Mechanismus der Bildung urbaner Wärmeinseln (UHI) besser verstehen, den thermischen Beitrag urbaner biophysikalischer Komponenten quantitativ untersuchen und den negativen Einfluss der beschleunigten Urbanisierung weiter eindämmen. Anhand von Landsat-Daten versucht diese Studie, die räumlichen Veränderungen der Landbedeckung und ihre Auswirkungen auf die städtische thermische Umgebung im schnell wachsenden Großraum Shanghai (SMA) zu bewerten. Basierend auf den Ergebnissen der LUC-Klassifizierung und des LST-Abrufs haben wir den Beitrag unterschiedlicher Landbedeckungen zur thermischen Umgebung geschätzt. Dann haben wir die räumliche konzentrische Zonenanalyse und Profilanalyse gemäß der Stadt-Land-Gradiententheorie durchgeführt. In den Jahren 2000 bis 2015 korrelierten die Veränderungen der beobachteten Werte und des Trends der UHI im Zeitverlauf stark mit der Urbanisierung des SMA. Die Ergebnisse zeigten, dass sich die UHI-Zone in diesen 15 Jahren allmählich ausdehnte, während die UHI-Intensität der Innenstadt in SMA abnahm. Der relative Unterschied des thermischen Effekts zwischen der Innenstadt und den Außenbezirken nahm ebenfalls ab. Darüber hinaus stellten wir fest, dass die Bodenbedeckungszusammensetzung die städtische thermische Umgebung erheblich beeinflusst hat. In SMA hatte die erhebliche Ausweitung der undurchlässigen Oberfläche (IS) großen Einfluss auf den städtischen thermischen Effekt; im Gegensatz dazu linderten die räumlichen Anpassungen der städtischen Grünflächeninfrastruktur einschließlich Vegetation und Wasser das UHI-Phänomen wirksam und verstärkten den Effekt der kühlenden Insel urbaner Grünflächen (UGCI). Die Ergebnisse sollen den Entscheidungsträgern Referenzen und Hinweise für die Optimierung und Entwicklung geeigneter nachhaltiger Stadtentwicklungsstrategien liefern.