北京城市下垫面的非均匀性度量研究

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2015年第5期北京时间：

作者：刘勇洪

单位：刘勇洪,中国气象局北京城市气象研究所, 北京, 100089;北京市气候中心, 北京, 100089,何文斌,东莞理工学院 计算机学院, 东莞, 523808,徐永明,南京信息工程大学 遥感学院, 南京, 210044

摘要：城市下垫面非均匀性度量研究对于改进中尺度数值模式、提高城市气象预报准确率具有重要意义.基于分形布朗运动理论和Landsat-TM卫星遥感图像,估算了2011年北京典型下垫面类型个例和整个空间区域的分数维,由此来度量北京城市下垫面的非均匀性特征.研究结果显示:分数维能有效度量北京城市下垫面的非均匀程度,典型下垫面类型的分数维高低顺序为商业区 >大型居民区 >城市绿地 >农田>林地 >水体;北京六环内区域及郊区城镇地表非均匀特征明显,分数维一般在2.50以上,北京城市中心(二环内)存在一个分数维相对低值区,二环—四环之间区域分数维普遍较高,在2.70以上,五环以外分数维则不断降低,反映出北京城市下垫面非均匀性从中心向外呈低—高—低的空间分布;下垫面类型中建筑用地、绿地、未利用地、农田、林地和水体的平均分数维分别为2.71、2.62、2.55、2.38、2.30和2.28,分数维值的高低反映了城市下垫面类型的非均匀程度大小,对定量描述城市边界层参数的复杂特征具有参考意义.

关键词：城市下垫面;非均匀;分形布朗运动;分数维;北京

基金资助：国家自然科学基金(41175015);城市气象科学基金(IUMKY&UMRF201102);北京市气象局城市边界层观测分析与精细模式创新团队