本文關(guān)鍵詞： 遙感 成都 城市熱島效應(yīng) Landsat 8 地表溫度反演　出處：《成都理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：2014年中國(guó)GDP總量突破十萬(wàn)億美元大關(guān),《2012中國(guó)新型城市化報(bào)告》指出,中國(guó)城市化率突破50%,每年將有超過1200萬(wàn)人口成為城市居民,預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)的城市化率將達(dá)到55%。改革開放以來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、工業(yè)化和城市化進(jìn)程令世人驚嘆,城市化的快速推進(jìn)在給中國(guó)帶來(lái)進(jìn)步和繁榮的同時(shí)也引發(fā)了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境退化問題,城市發(fā)展讓城市下墊面的結(jié)構(gòu)和類型發(fā)生了巨大的變化,原有的森林植被、農(nóng)田、水體等自然景觀被眾多低反射率高吸熱性的建筑物、道路等不透水面所取代,城市建成區(qū)仍在不斷向外擴(kuò)展。由于城區(qū)建筑密集度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于郊區(qū),瀝青和水泥路面跟郊區(qū)的土壤、植被相比吸熱更快,白天城區(qū)儲(chǔ)存大量熱量,晚上又將熱量散發(fā)到大氣中,加上人為熱、溫室氣體以及大氣污染等多方面原因?qū)е碌臒崃吭诔菂^(qū)空間范圍內(nèi)聚集,最終形成了城區(qū)大氣和地表溫度明顯高于郊區(qū)的城市熱島效應(yīng)。近幾十年來(lái),全球城市化進(jìn)程不斷加快,城市繁榮的光鮮表面背后是由于對(duì)自然生態(tài)環(huán)境不斷破壞而導(dǎo)致的大氣污染加劇和極端氣候頻發(fā),1833年,Howard在研究倫敦城市氣候特征時(shí)首次發(fā)現(xiàn)了城市熱島效應(yīng),此后,城市熱島效應(yīng)作為一個(gè)比較隱性的城市化不良產(chǎn)物引起了人們的注意。城市熱島效應(yīng)本身不會(huì)像臺(tái)風(fēng)、暴雨等強(qiáng)烈天氣那樣直接造成重大的天氣災(zāi)害,但是往往會(huì)通過改變局地的能量平衡、水循環(huán)過程、大氣邊界層結(jié)構(gòu)、污染物傳播和擴(kuò)散規(guī)律從而對(duì)人類生產(chǎn)、生活產(chǎn)生間接和持續(xù)性的危害。人類對(duì)城市環(huán)境的要求越來(lái)越高,使得城市熱島效應(yīng)成為亟待解決的課題,引起了全世界學(xué)者的廣泛關(guān)注。由于城市熱島成因非常復(fù)雜,影響熱島強(qiáng)度的因子多種多樣,并且熱島不僅隨時(shí)間變化,也隨著空間變化,變化模式種類繁多。對(duì)城市熱島效應(yīng)的研究分析,既可以深化為人為活動(dòng)作用于自然生態(tài)系統(tǒng)的機(jī)理性研究,也可以應(yīng)用于減緩城市熱島效應(yīng)的策略制定。從研究現(xiàn)狀來(lái)看,城市熱島效應(yīng)已經(jīng)成為一個(gè)跨學(xué)科跨領(lǐng)域的問題。成都市是西南地區(qū)開發(fā)最早的城市,同時(shí)作為西南地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化方面的中心城市,在西部大開發(fā)的不斷推進(jìn)下,近10年來(lái)發(fā)展尤為迅速,城區(qū)范圍不斷向外擴(kuò)張,熱島效應(yīng)變化明顯,因此選用成都作為熱島效應(yīng)研究區(qū)具有重要意義和研究?jī)r(jià)值。在研究方法上,結(jié)合作者專業(yè)技術(shù)特長(zhǎng)采用遙感反演法獲取研究區(qū)城市熱島區(qū)域,借助統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)一步分析地表參數(shù)和地表溫度的相關(guān)聯(lián)系。在選取影像數(shù)據(jù)時(shí),考慮Landsat陸地衛(wèi)星具有光譜特性強(qiáng)、高分辨率、數(shù)據(jù)豐富、獲取方便等優(yōu)勢(shì)而選用了Landsat 8影像作為主要數(shù)據(jù)源,借鑒Landsat TM/ETM的地表溫度反演方法分別采用RTE、SC、IB、MW和SPW五種算法對(duì)Landsat 8影像實(shí)行地表溫度反演,并對(duì)比分析反演結(jié)果。本文以2013年4月20日的Landsat 8遙感影像為主要數(shù)據(jù)源,主要取得了如下研究成果和認(rèn)識(shí):1)使用四種單波段算法(RTE算法、IB算法、SC算法和MW算法)和劈窗算法(SWA算法)對(duì)研究區(qū)地表溫度進(jìn)行反演,對(duì)五種算法得到的地表溫度結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析和精度驗(yàn)證。研究結(jié)果表明,使用適用于Landsat TM/ETM的單波段地表溫度反演算法同樣適用于Landsat 8;本次實(shí)驗(yàn)的五種算法中,劈窗算法反演得到的地表溫度更為接近真實(shí)情況,體現(xiàn)了由于Landsat 8具有兩個(gè)熱紅外波段而可以更加精確計(jì)算地表溫度的特點(diǎn)。2)以成都市環(huán)線道路(一環(huán)、二環(huán)、三環(huán)、環(huán)城高速)和行政界線為劃分單元,對(duì)成都市中心城區(qū)地表溫度進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析了研究區(qū)城市熱島的空間分布格局:越接近城市中心,熱島區(qū)面積比例越來(lái)越大;越遠(yuǎn)離城市中心,低溫區(qū)和次中溫區(qū)的分布越廣;研究區(qū)熱島區(qū)域大面積且集中地分布在二環(huán)至繞城區(qū)域,說(shuō)明城市發(fā)展大規(guī)模地向外圍區(qū)域伸展,在新的區(qū)域建設(shè)中需要合理的規(guī)劃來(lái)降低城市熱島效應(yīng)。3)大量研究表明,土地利用/覆蓋變化即城市下墊面材質(zhì)改變是城市熱島效應(yīng)的重要因子,為了驗(yàn)證地表參數(shù)和地表溫度之間的某種特殊相關(guān)性,計(jì)算研究區(qū)NDVI、MNDWI和NDISI這三種分布代表了植被、水體、不透水面分布情況的歸一化指數(shù),通過空間采樣建立地表參數(shù)與地表溫度的回歸方程,研究表明:不透水面對(duì)城市熱島效應(yīng)具有正相關(guān)作用,而水體和植被都具有負(fù)作用,尤其是植被對(duì)于城市降溫具有明顯作用。
[Abstract]:Since the reform and opening - up , the urban heat island effect has become more and more important than that in suburban areas , such as typhoon , rainstorm and so on . In this paper , using the remote sensing inversion method to obtain the urban heat island region of the study area , the authors analyze the surface temperature of the urban heat island by using the remote sensing inversion method . The results show that the land surface temperature of the urban center is more accurate than the urban center , and the wider the area of the hot island , the more remote from the urban center , the wider the temperature and the sub - temperature zone , the more extensive and centralized distribution of the hot island area in the study area is in the second - ring - to - round area . In order to verify some special correlation between surface parameter and surface temperature , it is shown that water and vegetation have positive correlation function , and water and vegetation have negative effects , especially the vegetation has obvious effect on urban cooling .

【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X16;X87

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1456787