西安市城市熱環(huán)境時(shí)空演變實(shí)證分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u30652西安市城市熱環(huán)境時(shí)空演變實(shí)證分析案例 1307041.1地表溫度反演 1233091.1.1地表溫度反演方法 1275831.1.2地表溫度反演結(jié)果 371631.1.3反演結(jié)果精度驗(yàn)證 4294361.2城市熱環(huán)境格局 5191471.2.1地表溫度分級(jí)方法 5125661.2.2地表溫度分級(jí)結(jié)果 5267551.3城市熱環(huán)境格局空間結(jié)構(gòu)變化 7104991.1.1熱環(huán)境格局空間結(jié)構(gòu)變化研究方法 75401.1.2熱環(huán)境格局空間結(jié)構(gòu)變化 7312821.4城市熱環(huán)境格局空間分布變化 10200351.4.1熱環(huán)境格局空間分布變化研究方法 1025021.4.2熱環(huán)境格局空間分布變化 11107611.5小結(jié) 151.1地表溫度反演1.1.1地表溫度反演方法目前基于遙感影像反演地表溫度的方法已經(jīng)十分成熟，已有大量研究者基于Landsat、MODIS等影像數(shù)據(jù)對(duì)地溫進(jìn)行了獲取，其中Landsat系列衛(wèi)星影像因其較高的分辨率、較長(zhǎng)的時(shí)間序列和易獲取性被廣泛應(yīng)用，因此本研究中選取Landsat影像數(shù)據(jù)進(jìn)行地表溫度信息的獲取。在有關(guān)地表溫度反演的研究中，許多方法在算法處理和模型構(gòu)建等處理中存在一定的差異，但總體研究思路基本一致，主要有3鐘比較典型的方法，分別為大氣校正法、單窗算法和劈窗算法，例如JuanC.Jimenez-Munoz單通道算法、覃志豪單窗算法、OfferRozenstein算法和JuanC.Jimenez-Munoz劈窗算法等ADDINNE.Ref.{BADBE158-A487-48F9-97CE-BBD641008ADB}[87]。覃志豪單窗算法ADDINNE.Ref.{ABED7C34-99D5-4420-9319-98093C7CA868}[101]根據(jù)地表熱輻射傳輸方程，基于Landsat5TM數(shù)據(jù)的第6波段進(jìn)行計(jì)算，以獲取地表溫度信息，該方法所需反演參數(shù)少，可以僅從一個(gè)熱紅外波段獲取溫度信息，精度較高，具有較強(qiáng)的適用性，是一種十分成熟的地表溫度反演方法。因此，本文使用覃志豪單窗算法獲取地表溫度信息，該方法需要3個(gè)計(jì)算參數(shù)，分別為大氣平均作用溫度、大氣透過(guò)率和地表比輻射率，主要計(jì)算公式為： TS=(a1?C?D C=ετ (1.2) D=(1?τ)(1+(1?ε)τ) (1.3)式（1.1）、（1.2）、（1.3）中TS為地表真實(shí)溫度(K)，a和b為常數(shù)，分別為-67.355351和0.458606。ε為地表比輻射率，τ為大氣透過(guò)率，Ta為大氣平均作用溫度，大氣平均作用溫度可由式（1.4）計(jì)算得到，其中T0為地面附近2m的氣溫： Ta=16.0110+0.92621T0大氣透過(guò)率主要受到大氣水分含量變化的影響，覃志豪等ADDINNE.Ref.{27F5B553-3DC7-41B5-841D-228D1574B86A}[102]對(duì)大氣透過(guò)率變化和大氣水分含量間的關(guān)系進(jìn)行模擬，得出了大氣透過(guò)率估算方程如表1.1。表1.1大氣透射率估算方程大氣剖面水分含量ω/(g?大氣透過(guò)率估計(jì)方程R標(biāo)準(zhǔn)誤差高氣溫0.4-0.6τ0.996110.0023681.6-1.0τ0.998270.002539低氣溫0.4-1.6τ0.994630.0033401.6-1.0τ0.998990.002375表1.1中的大氣水分含量ω可以通過(guò)與Landsat影像獲取日期相同的MODIS數(shù)據(jù)的第2波段和第19波段獲取ADDINNE.Ref.{07D3B951-552B-4DB7-B1D3-708AAD699998}[88,103]，具體公式如下： ω=α?lnτω τω=ρ19式（1.5）中的ω即為大氣水分含量，式（1.6）中的τω為大氣透過(guò)率，ρ(19)和ρ(2)分別為MODIS數(shù)據(jù)的第19和第2波段的表觀反射率，α和β為常數(shù)，分別取0.02和0.651ADDINNE.Ref.{F5B7118E-21E9-47B5-BB6E-9B2EA71F7F36}[103,104]，最后對(duì)結(jié)果重采樣至30m分辨率以與Landsat的分辨率相匹配。地表比輻射率可通過(guò)計(jì)算NDVI的方式獲取，先將地表分為城鎮(zhèn)用地、水體和自然表面，分別計(jì)算它們的比輻射率，其中水體的比輻射率為0.995。而在計(jì)算城鎮(zhèn)用地和自然表面比輻射率前，需要首先計(jì)算植被覆蓋度： Pv=(NDVI?NDVI式（1.7）中Pv為植被覆蓋度，NDVI為歸一化植被指數(shù)，NDVISoil為完全裸露和沒(méi)有被植被覆蓋的地區(qū)的NDVI，NDVIVeg為完全被植被覆蓋的地區(qū)的NDVI，此處結(jié)合前人研究ADDINNE.Ref.{04B05911-BD34-4D27-B444-0B3221C7F7A4}[87]，取NDVIVeg為0.7，NDVI然后計(jì)算城鎮(zhèn)用地和自然表面的比輻射率如式（1.8）和（1.9），據(jù)此完成參數(shù)的確定，計(jì)算得出地表溫度結(jié)果。 ε城鎮(zhèn)用地=0.9589+0.086Pv ε自然表面=0.9625+0.0614Pv1.1.2地表溫度反演結(jié)果通過(guò)上述方法，基于Landsat5、Landsat7和Landsat8數(shù)據(jù)，對(duì)所選取的2005年、2010年、2014年和2019年4期影像進(jìn)行地表溫度反演，并使用矢量數(shù)據(jù)對(duì)研究區(qū)范圍內(nèi)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行裁剪，獲得研究區(qū)范圍內(nèi)的地表溫度數(shù)據(jù)。4期溫度反演結(jié)果如圖1.1。圖1.1地表溫度反演結(jié)果1.1.3反演結(jié)果精度驗(yàn)證由于氣象站點(diǎn)分布較為分散，無(wú)法獲得大范圍連續(xù)的溫度數(shù)據(jù)，因此使用基于遙感手段獲取的溫度產(chǎn)品對(duì)所反演的地表溫度結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證更加具有科學(xué)性。選取與所使用Landsat數(shù)據(jù)成像時(shí)間相同的MODIS溫度產(chǎn)品。由于MODIS數(shù)據(jù)與Landsat數(shù)據(jù)的分辨率不同，因此本研究采用劃分格網(wǎng)的形式對(duì)研究區(qū)進(jìn)行分割。通過(guò)ArcGIS的漁網(wǎng)功能，以3km×3km大小的格網(wǎng)對(duì)研究區(qū)進(jìn)行劃分，先分別計(jì)算Landsat和MODIS地表溫度在每個(gè)網(wǎng)格中的平均溫度，然后計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格中兩種數(shù)據(jù)平均溫度之間的差值，最后計(jì)算所有網(wǎng)格溫度差的平均值。結(jié)果表明，2005、2010、2014和2019年的反演結(jié)果與MODIS產(chǎn)品的平均溫度差分別為1.68℃、1.52℃、0.42℃、1.22℃，說(shuō)明地表溫度反演結(jié)果有較高的準(zhǔn)確度，可以較好的對(duì)熱環(huán)境變化和不同土地覆蓋類型的溫度特征進(jìn)行研究。1.2城市熱環(huán)境格局1.2.1地表溫度分級(jí)方法基于獲取的4年研究區(qū)夏季地表溫度反演結(jié)果，可以大致的了解該地區(qū)的熱環(huán)境情況，但由于各期影像獲取時(shí)間不一致，無(wú)法直接使用地表溫度結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。為了更加直觀的對(duì)研究區(qū)的熱環(huán)境變化進(jìn)行分析，本文采用標(biāo)準(zhǔn)差分級(jí)法ADDINNE.Ref.{3B177ECB-415A-4880-A857-1978F37BC064}[105]對(duì)研究區(qū)地表溫度進(jìn)行分級(jí)，建立統(tǒng)一的量化標(biāo)準(zhǔn)將不同年份的地表溫度結(jié)果進(jìn)行客觀的對(duì)比。在分級(jí)之前，需要先將地表溫度結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化成0—1之間的數(shù)值： T=(Ti?T式（1.10）中，T是每個(gè)像元地表溫度標(biāo)準(zhǔn)化后的結(jié)果，Ti是每個(gè)像元的實(shí)際地表溫度值，Tmin和在得到每年標(biāo)準(zhǔn)化后的溫度結(jié)果后，按標(biāo)準(zhǔn)差分級(jí)法對(duì)這些溫度結(jié)果進(jìn)行分級(jí)，具體劃分方法如表1.2，并將其中的較高溫區(qū)、高溫區(qū)和特高溫區(qū)定義為城市熱島區(qū)。表1.2地表溫度等級(jí)劃分等級(jí)代碼等級(jí)分級(jí)方法1低溫區(qū)T<Tmean-2較低溫區(qū)Tmean-TStd<T<T3中溫區(qū)Tmean-0.5TStd<T<4較高溫區(qū)Tmean<T<Tmean5高溫區(qū)Tmean+0.5TStd<T<T6特高溫區(qū)T>Tmean+其中Tmean和T1.2.2地表溫度分級(jí)結(jié)果根據(jù)上述的標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)方法，將每一年的地表溫度結(jié)果劃分為6個(gè)等級(jí)如圖1.2，并結(jié)合分級(jí)結(jié)果，對(duì)各溫度區(qū)面積占研究區(qū)總面積的百分比進(jìn)行計(jì)算。 圖1.2地表溫度分級(jí)結(jié)果結(jié)果表明，2005年低溫區(qū)主要分布在涇陽(yáng)、渭城東部和長(zhǎng)安西部，位于城市周邊之外，占研究區(qū)總面積的14.7%；較低溫區(qū)同樣分布在城區(qū)周圍，與低溫區(qū)相鄰但相對(duì)更接近城區(qū)，面積占比為16.58%；中溫區(qū)和較高溫區(qū)在城市周邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)村莊區(qū)域分布較多，面積占比分別為26.15%和10.29%；高溫區(qū)和特高溫區(qū)主要集中在蓮湖區(qū)、新城區(qū)、雁塔區(qū)為、渭城區(qū)和秦都區(qū)，面積占比分別為15.50%和16.78%。2010年中溫區(qū)及以下的區(qū)域仍分布在城市之外，其中低溫區(qū)分布較少，面積比為5.36%，較低溫區(qū)則占28.63%，有明顯增多；中溫區(qū)面積占比為21.35%，較2005年有小幅下降；2010年的較高溫區(qū)、高溫區(qū)和特高溫區(qū)面積占比分別為15.93%、15.08%和16.28%，相比2005年有小幅波動(dòng)，高溫區(qū)、特高溫區(qū)仍主要集中在西安、咸陽(yáng)主城區(qū)之中。2014年低溫區(qū)所占面積比為16.25%，相對(duì)2010年有明顯增加；較低溫區(qū)和中溫區(qū)的面積占比分別為18.84%和18.59%，相對(duì)2010年有一定下降；較高溫區(qū)和高溫區(qū)的面積占比分別為16.59%和11.49%，相對(duì)2010年有小幅增加，特高溫區(qū)在這一年更多密集的集中在新城區(qū)、未央?yún)^(qū)和灞橋區(qū)西部，面積占比為16.25%，相對(duì)于2010年空間分布上有向東轉(zhuǎn)移的情況。2019年低溫區(qū)面積占比為12.98%，較2014年進(jìn)一步減少；較低溫區(qū)、中溫區(qū)和較高溫區(qū)分布在主城區(qū)周圍，面積比分別為21.19%、21.28%和17.13%；高溫區(qū)和特高溫區(qū)仍然集中在未央、蓮湖、新城、碑林和灞橋區(qū)和秦都、渭城區(qū)的城區(qū)部分，面積占比分別為12.11%和15.31%，相對(duì)于2014年有少量減少?？傮w來(lái)看，研究區(qū)內(nèi)城市熱島區(qū)的分布情況與城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的建設(shè)范圍相近，其中特高溫區(qū)大部分集中在西安、咸陽(yáng)主城區(qū)之內(nèi)，中溫區(qū)及以下則更多分布在城鎮(zhèn)村之外的區(qū)域，因此城市用地布局的改變可能是導(dǎo)致城市熱環(huán)境變化的主要原因之一。1.3城市熱環(huán)境格局空間結(jié)構(gòu)變化1.1.1熱環(huán)境格局空間結(jié)構(gòu)變化研究方法為了對(duì)各個(gè)溫度分區(qū)的轉(zhuǎn)移變化情況進(jìn)行對(duì)比分析，采用轉(zhuǎn)移面積比例矩陣的形式，統(tǒng)計(jì)每?jī)蓚€(gè)相鄰年份間各溫度分區(qū)向其他溫度分區(qū)轉(zhuǎn)移的面積在原分區(qū)總面積中所占的比例，對(duì)研究區(qū)熱環(huán)境格局的結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行探究，具體的計(jì)算公式如下： SijSi=式（1.11）中i為上一年的溫度分區(qū)等級(jí)代碼（i=1,2,3,...,m,m≤6），j為下一年的溫度等級(jí)分區(qū)代碼（j=1,2,3,...,n,n≤6），Sij即為上一年的溫度分區(qū)i轉(zhuǎn)移至下一年溫度分區(qū)j的面積，Si為上一年溫度分區(qū)i的總面積，1.1.2熱環(huán)境格局空間結(jié)構(gòu)變化基于上面的溫度分級(jí)結(jié)果，進(jìn)一步計(jì)算每?jī)蓚€(gè)年份之間各溫度分區(qū)向其他溫度分區(qū)轉(zhuǎn)移的面積比例，以對(duì)各溫度分區(qū)之間的相互轉(zhuǎn)化情況進(jìn)行探討，各年份溫度分區(qū)轉(zhuǎn)移情況如表1.3—表1.5。表1.32005—2010年各溫度分區(qū)轉(zhuǎn)移面積比低溫區(qū)較低溫區(qū)中溫區(qū)較高溫區(qū)高溫區(qū)特高溫區(qū)低溫區(qū)18.54%54.81%18.21%5.28%1.99%1.17%較低溫區(qū)6.85%51.24%28.42%8.35%1.32%1.83%中溫1.63%31.26%32.50%18.86%8.87%4.89%較高溫2.09%16.06%26.59%25.97%17.85%11.43%高溫1.29%8.82%18.48%21.53%21.94%21.94%特高溫0.77%5.23%11.08%15.04%20.02%47.85%表1.42010—2014年各溫度分區(qū)轉(zhuǎn)移面積比低溫區(qū)較低溫區(qū)中溫區(qū)較高溫區(qū)高溫區(qū)特高溫區(qū)低溫區(qū)54.73%25.88%10.62%4.59%2.10%2.10%較低溫區(qū)35.10%31.46%18.09%8.13%1.45%1.77%中溫11.62%24.73%30.59%19.77%8.87%4.42%較高溫2.32%8.93%22.98%30.17%22.00%11.60%高溫0.99%1.87%11.05%21.88%29.79%30.44%特高溫0.47%1.43%4.81%11.67%21.91%59.70%表1.52014—2019年各溫度分區(qū)轉(zhuǎn)移面積比低溫區(qū)較低溫區(qū)中溫區(qū)較高溫區(qū)高溫區(qū)特高溫區(qū)低溫區(qū)37.34%40.04%15.25%4.94%1.58%0.85%較低溫區(qū)22.69%37.72%26.75%9.04%2.67%1.12%中溫10.12%24.67%35.15%21.74%5.86%2.47%較高溫1.28%11.40%26.81%34.32%18.07%6.13%高溫1.04%5.06%11.59%25.49%31.00%21.83%特高溫0.37%2.58%5.87%8.95%17.34%64.90%結(jié)果表明， 到2010年，2005年的低溫區(qū)中有18.54%的區(qū)域仍保持為低溫區(qū)，有54.81%的區(qū)域轉(zhuǎn)化為較低溫區(qū)，18.21%的區(qū)域轉(zhuǎn)化為中溫區(qū)，其余小部分區(qū)域轉(zhuǎn)化為溫度更高的幾個(gè)分區(qū)。2005年的較低溫區(qū)有51.24%在2010年仍為較低溫區(qū)，主要向中溫區(qū)轉(zhuǎn)化了28.42%的面積。2005年的中溫區(qū)有32.50%在2010年仍為中溫區(qū)，主要向較低溫區(qū)和較高溫區(qū)轉(zhuǎn)化了31.26%和18.86%。2005年的較高溫區(qū)有25.97%在2010年仍為較高溫區(qū)，有17.85%和11.43%向高溫區(qū)和特高溫區(qū)轉(zhuǎn)化，26.59%和16.06轉(zhuǎn)化為中溫區(qū)和較低溫區(qū)，向相鄰溫區(qū)轉(zhuǎn)化較多。2005年的高溫區(qū)有21.94%在2010年仍為高溫區(qū)，有21.94%的區(qū)域轉(zhuǎn)化為特高溫區(qū)，21.53%、18.48%分別轉(zhuǎn)化為較高溫區(qū)和中溫區(qū)。2005年的特高溫區(qū)面積有47.85%在2010年保持不變，主要有20.02%和15.04%分別轉(zhuǎn)為高溫區(qū)和較高溫區(qū)。整體來(lái)看這兩個(gè)年份間特高溫區(qū)變化最小，低溫區(qū)變化最大，向較低溫區(qū)的轉(zhuǎn)移較為明顯，相鄰溫度區(qū)之間有著明顯相互的交換，且大部分溫度區(qū)變化過(guò)程不會(huì)涉及過(guò)大的溫度等級(jí)跨越。2010年的低溫區(qū)有54.73%的面積在2014年仍保持等級(jí)不變，較低溫區(qū)有31.46%在2014年保持等級(jí)不變，主要有35.10%轉(zhuǎn)化至較低溫區(qū)。2010年的中溫區(qū)有30.59%到2014年保持等級(jí)不變，主要有24.73%和19.77%分別轉(zhuǎn)化至較低溫區(qū)和較高溫區(qū)。2010年的較高溫區(qū)有30.17%的面積在2014年保持等級(jí)不變，有35.60%的區(qū)域向更高溫區(qū)轉(zhuǎn)化，而其余更多的區(qū)域則轉(zhuǎn)向更低溫區(qū)。2010年的高溫區(qū)有29.79%在2014年等級(jí)不變，向特高溫區(qū)轉(zhuǎn)移了占比最多的30.44%。2010年的特高溫區(qū)有59.70%仍保持為特高溫區(qū)，其余主要向高溫區(qū)轉(zhuǎn)化了21.91%?？傮w來(lái)說(shuō)，2010年—2014年低溫區(qū)和特高溫區(qū)是轉(zhuǎn)化相對(duì)最少的2個(gè)分區(qū)，而高溫區(qū)則是變化最大的分區(qū)，各溫度分區(qū)變化仍以往相鄰溫區(qū)轉(zhuǎn)化為主，并且轉(zhuǎn)化的等級(jí)區(qū)跨度越大，轉(zhuǎn)化的比例就越少。2014年的低溫區(qū)中有37.34%的面積在2019年仍為低溫區(qū)，有40.04%和15.25%分別轉(zhuǎn)化至較低溫區(qū)和中溫區(qū)。2014年的較低溫區(qū)有37.72%的區(qū)域在2019年保持不變，主要向兩側(cè)的低溫區(qū)和中溫區(qū)分別轉(zhuǎn)化了22.69%和26.75%的區(qū)域。2014年的中溫區(qū)有35.15%保持等級(jí)不變，分別有24.67%和21.74%的區(qū)域向兩側(cè)的較低溫區(qū)和較高溫區(qū)轉(zhuǎn)化。2014年的較高溫區(qū)有34.32%在2019年保持等級(jí)不變，有11.4%、26.81%和18.07%的區(qū)域分別向兩側(cè)的較低溫、中溫和高溫區(qū)轉(zhuǎn)化。2014年的高溫區(qū)有33%的面積到2019年仍保持等級(jí)不變，有11.59%、25.49%和21.83%的區(qū)域分別向兩側(cè)的中溫區(qū)、較高溫區(qū)和特高溫區(qū)轉(zhuǎn)化。2014年的特高溫區(qū)有64.9%的區(qū)域在2019年仍保持為特高溫區(qū)，有17.34%的區(qū)域轉(zhuǎn)化至高溫區(qū)，是各個(gè)溫度等級(jí)區(qū)中變化程度最小的。整體來(lái)看，2014—2019年間特高溫區(qū)轉(zhuǎn)化最少，除兩側(cè)的極端溫區(qū)之外，各溫度區(qū)主要向相鄰兩側(cè)的溫度分區(qū)轉(zhuǎn)化。從2005—2019年間不同地表溫度等級(jí)分區(qū)的變化情況可以看出，隨著時(shí)間的推移，處于較高溫區(qū)及以上的區(qū)域保持不變的比例逐漸增加，尤其是特高溫區(qū)在2014—2019年間已經(jīng)有64.90%的區(qū)域保持分區(qū)不變，說(shuō)明研究區(qū)的城市熱島區(qū)已經(jīng)具有一定規(guī)模，存在明顯的城市熱島效應(yīng)?？傮w來(lái)看，各溫度分區(qū)主要向相鄰溫度區(qū)轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化的等級(jí)區(qū)跨度越大，轉(zhuǎn)化的比例就越少。1.4城市熱環(huán)境格局空間分布變化1.4.1熱環(huán)境格局空間分布變化研究方法標(biāo)準(zhǔn)差橢圓是一種描述要素空間分布的度量，可以表現(xiàn)出它們的方向趨勢(shì)。該方法最早由美國(guó)南加州大學(xué)社會(huì)學(xué)教授D.WeltyLefever在1926年提出，該方法需要首先計(jì)算圓心： SDEx=i=1 SDEy=i=1式（1.12）和（1.13）中，xi和yi是每個(gè)要素的坐標(biāo)，表示它們的空間位置，X和Y是它們的算術(shù)平均中心，SDEx tanθ=(A+B)C A=i=1nxi B=i=1nxi C=2i=1nxi式（1.14）—（1.17）中，xi和y σx=2i=1 σy=2i=1 式（1.18）和（1.19）中σx和σ1.4.2熱環(huán)境格局空間分布變化基于上述方法，可以得出不同溫度分區(qū)在每個(gè)年份的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓，該橢圓主要從三個(gè)方面來(lái)描述要素的空間分布情況。以正北為0°，橢圓長(zhǎng)半軸從正北方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角度即為方位角，該參數(shù)可以較好的描述各溫度分區(qū)的空間分布方向趨勢(shì)。扁率是橢圓長(zhǎng)短半軸數(shù)值之差，扁率越大證明空間分布的方向性越明顯。圓心則表示了要素空間分布的中心位置，以顯示不同溫度分區(qū)的空間幾何重心。標(biāo)準(zhǔn)差橢圓計(jì)算結(jié)果如圖1.3。圖1.3各溫度區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差橢圓計(jì)算結(jié)果1）方位角變化結(jié)果表明各溫度區(qū)在方向上基本呈西北—東南分布。2005年低溫區(qū)的方位角為97.17°，更接近東西分布，到2010年方位角增加了16.78°，低溫區(qū)的空間分布有明顯的向北偏移的趨勢(shì)。2014年低溫區(qū)的方位角減少了5.51°，到2019年又進(jìn)一步增加了20.03°，總體上看，低溫區(qū)的方位角在15年間有明顯增大，表現(xiàn)出從東西分布到西北—東南分布的空間變化趨勢(shì)。較低溫區(qū)的方位角呈先減少后增大的變化趨勢(shì)，2005年方位角為110.84°，到2010年減少了4.61°，到2014年進(jìn)一步減少了0.58°，到2019年則增加了9.2°，15年間總體增加了4.02°，2014年—2019年有較明顯變化，但整體變化趨勢(shì)不大，一直保持著西北—東南分布。中溫區(qū)2005年的方位角為116.56°，到2010年減少了1.55°，到2014年進(jìn)一步減少了0.28°，到2019年則較2014年增加了1.78°，2005年—2019年整體增長(zhǎng)1.95°，方位角變化很小，也一直保持著比較穩(wěn)定的西北—東南分布趨勢(shì)。較高溫區(qū)2005年方位角為115.99°，到2010年減少了6.75°，到2014年則增加了1.03°，而到2019年則進(jìn)一步又增加了11.15°，變化較為明顯，2005年—2019年共增加5.44°。高溫區(qū)2005年的方位角為115.38°，到2010年減少了10.80°，到2014年進(jìn)一步減少了8.27°，到2019年則增加了8.87°，整體來(lái)看高溫區(qū)的方位角15年間共降低10.2°，有向東西分布偏移的趨勢(shì)。特高溫區(qū)2005年方位角為121.32°，到2010年、2014年和2019年分別減少了6.42°、6.36°和2.31°，15年間總體下降15°，也有向東西分布偏移的趨勢(shì)?？傮w上2005年—2019年高溫區(qū)和特高溫區(qū)的方位角明顯減少，有向東西分布靠近的趨勢(shì)，這也是由于城市不斷擴(kuò)張，西安、咸陽(yáng)城區(qū)由相互分離變?yōu)橄嗷ミB接，研究區(qū)內(nèi)城市用地集中連片，導(dǎo)致溫度進(jìn)一步提升，致使這兩個(gè)溫度分區(qū)有向東西分布發(fā)展的趨勢(shì)。2005—2019年間方位角變化最大的是低溫區(qū)，整體方向趨勢(shì)從接近東西分布轉(zhuǎn)變?yōu)槲鞅薄獤|南分布，這主要是由于西安、咸陽(yáng)城市化的不斷進(jìn)行，西咸新區(qū)也在不斷發(fā)展，導(dǎo)致低溫區(qū)受到擠壓，主要集中在了研究區(qū)西北部、東南部主城區(qū)和西咸新區(qū)外的城市周邊地帶。其他溫度分區(qū)方向分布趨勢(shì)變化不大，均較為穩(wěn)定的保持著西北—東南的空間分布趨勢(shì)。2）扁率變化2005年低溫區(qū)的扁率為0.21，到2019年經(jīng)歷了先增加再減少再增加的過(guò)程，最終扁率增加到0.31，空間分布的向心力顯著增加，方向趨勢(shì)明顯，這也是由于隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)行，地表下墊面性質(zhì)改變引起了熱環(huán)境變化，低溫地區(qū)減少并受到擠壓，因此方向性逐漸增強(qiáng)。其他溫度分區(qū)的扁率均呈現(xiàn)下降的變化趨勢(shì)。較低溫區(qū)的扁率逐年連續(xù)下降，從2005年的0.34降低至2019年的0.16，中溫區(qū)的扁率也從2005年的0.38降低到2019年的0.21，扁率有顯著下降情況，方向趨勢(shì)減小。較高溫區(qū)的扁率呈先減少再增加的變化過(guò)程，但整體仍從2005年的0.31降低到了2019年的0.22。高溫區(qū)的扁率同樣連續(xù)下降，從2005年的0.31降低到了2019年的0.17。特高溫區(qū)2010年的扁率較上一年減少0.06，到2014年進(jìn)一步減少了0.13，到2019年增加了0.007，總體減少0.19，是各溫度分區(qū)中扁率減少最多的，方向性趨勢(shì)顯著下降，這也是由于研究區(qū)內(nèi)城市不斷擴(kuò)張，建設(shè)用地分布逐漸均勻，導(dǎo)致了其空間分布的方向性減弱。整體來(lái)看，研究區(qū)內(nèi)只有低溫區(qū)空間分布的向心力增強(qiáng)，方向性更加明顯，而其他溫度區(qū)空間分布的方向趨勢(shì)均有減弱，其中特高溫區(qū)減弱程度最大，說(shuō)明該地區(qū)地表溫度較高的區(qū)域已經(jīng)均勻分布于研究區(qū)之中，低溫區(qū)面積減少并受到擠壓，因此方向性更加明顯，而其他溫度分區(qū)由于空間分布逐漸趨于均勻而極大的減少了其分布的方向趨勢(shì)。3）中心變化結(jié)果表明，低溫區(qū)的中心主要集中在漢長(zhǎng)城遺址北部，西安繞城高速一帶。2010年，中心向北移動(dòng)7.59km，處于秦漢新城附近，到2014年向西南方向移動(dòng)了6.25km，到2019年進(jìn)一步向西南方向移動(dòng)了1.31km，2005年—2019年整體向西北方向移動(dòng)了1.08km。較低溫區(qū)的中心同樣集中在漢長(zhǎng)安城遺址一帶，2005年在繞城高速漢城服務(wù)區(qū)南側(cè)，2010年相較上一年向東南轉(zhuǎn)移1.68km，位于漢長(zhǎng)城未央宮遺址處，到2014年則繼續(xù)向北移動(dòng)1.30km，而到2019年則移動(dòng)較少，僅向東北方移動(dòng)了0.53km。中溫區(qū)中心2005年