典型熱島城市熱環(huán)境效應(yīng)的遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與分析
發(fā)布時(shí)間:2021-08-04 12:00
城市熱島的存在給城市生態(tài)環(huán)境以及人類(lèi)的健康和生存都帶來(lái)了一定的負(fù)面影響。因此,研究城市熱島效應(yīng)對(duì)保障人類(lèi)健康、降低能耗和改善生存環(huán)境都具有重要意義。本次研究選取了兩個(gè)典型的熱島城市:福州市和南京市作為研究區(qū),以L(fǎng)andsat影像為主要數(shù)據(jù)源,分2000年和2013年兩個(gè)時(shí)相分別探討2個(gè)城市近13年來(lái)的城市熱環(huán)境變化,并加以對(duì)比,在此基礎(chǔ)上對(duì)導(dǎo)致熱島變化的原因進(jìn)行了探究。分別采用指數(shù)法和基于影像的反演算法對(duì)影像進(jìn)行主要地表覆蓋類(lèi)型及地表溫度的反演,獲取地表覆蓋專(zhuān)題圖與地表溫度圖。同時(shí)通過(guò)亞像元分解法將地表溫度影像的空間分辨率細(xì)化至30 m。在此基礎(chǔ)上對(duì)影像進(jìn)行歸一化和密度分割,劃分7個(gè)溫度等級(jí),根據(jù)建成區(qū)內(nèi)溫度等級(jí)的分布情況確定城市熱島主要由次高溫、高溫和特高溫三者構(gòu)成,并借此進(jìn)行城市熱島的研究。結(jié)合城市熱島強(qiáng)度(UHII)、熱島比例指數(shù)(URI)、溫度等級(jí)變化以及景觀格局的變化對(duì)城市熱環(huán)境進(jìn)行分析,結(jié)果表明13年間福州市的UHII由5.93℃上升至6.56℃,URI由0.288上升至0.482;南京市的UHII由5.24℃下降至4.38℃,URI由0.289上升至0.353。福州市的城...
【文章來(lái)源】:福州大學(xué)福建省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:120 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
一南京市研究區(qū)示意圖
本次研究相關(guān)的主要地表覆蓋類(lèi)型主要分為4種:建筑、植被、水體和裸土。??分別根據(jù)不同地類(lèi)的特性,選取相應(yīng)的指數(shù)對(duì)進(jìn)行提取。研究區(qū)中4種地類(lèi)的光??譜曲線(xiàn)圖如圖3-1所示:??200??^?50?//??-?—?■— ̄ ̄?——?—.Nr?1??’??〇?LP—?—_:__x?!?二-?」??Blue?Green?Red?NIR?MIR?TIR?MIR??—k.—建筑?一l植被?--水體?一?一裸十??圖3-1研究區(qū)主耍地表覆蓋類(lèi)型的光譜曲線(xiàn)圖(Landsat?ETM+,?2000年5月4日)??3.1.1植被??植被的提取指數(shù)中,目前應(yīng)用最為廣泛的當(dāng)屬歸一化植被指數(shù)N?DVI??(Normalized?Difference?Vegetation?Index),其構(gòu)建原理的主要依據(jù)是:植被中的??葉綠素在可見(jiàn)光波段(波長(zhǎng)范圍:400?700?nm)對(duì)陽(yáng)光的吸收作用較強(qiáng),因此反??射率很低,這種吸收作用在紅光波段尤為強(qiáng)烈;而在近紅外波段(波長(zhǎng)范圍:??700?1300?nm),由于植被葉細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響,植被幾乎不發(fā)生吸收作用,反射??率達(dá)到最強(qiáng)。具體公式如下:??ndvi=nir-red??NIR?+?RED??式中:W//?代表影像近紅外波段反射率;幻代表紅光波段反射率。??如閣3-2(a)所?,植被的NDVI值U其他地類(lèi)彼此分離,因此,在通過(guò)設(shè)置??30??
GREEN+?NIR??式中:為綠光波段反射率;M7?為近紅外波段反射率。??然而,如圖3-1所示,土壤和建筑在綠光和近紅外波段處的波譜曲線(xiàn)與水體??具有極為相似的特征。因此在提取水體時(shí)容易產(chǎn)生建筑和土壤的誤分(如圖??3-3(a),三者的取值范圍有明顯重合)。此外,在城市內(nèi)部,水體基本都受到不??同程度的污染,而隨著水體渾濁度的提高,水中泥沙含量的增加,水體反射波??譜曲線(xiàn)的峰值會(huì)向長(zhǎng)波方向移動(dòng),并在中紅外波段處反射率達(dá)到最低,表現(xiàn)為??明顯的“紅移”現(xiàn)象。而建筑和裸土在中紅外波段范圍內(nèi)則表現(xiàn)為明顯的上漲趨??勢(shì)。因此,針對(duì)這一現(xiàn)象,徐涵秋在2005年提出,利用中紅外波段替代NDW[??指數(shù)中的近紅外波段,以此構(gòu)建修正水體指數(shù)MNDWI?(Modified?Normalized??Difference?Water?Index)|12h?|221。借此,"丨以在進(jìn)-一步增強(qiáng)水體與其它地類(lèi)反差的??同時(shí),抑制建筑和裸土的噪音,從而最大程度地削弱水體與建筑、裸土信息的??混淆
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水土流失區(qū)馬尾松林植被提取的土壤調(diào)節(jié)指數(shù)分析[J]. 李晶,徐涵秋,李霞,郭燕濱. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(09)
[2]新型Landsat8衛(wèi)星影像的反射率和地表溫度反演[J]. 徐涵秋. 地球物理學(xué)報(bào). 2015(03)
[3]北京城市熱島的定量監(jiān)測(cè)及規(guī)劃模擬研究[J]. 劉勇洪,徐永明,馬京津,權(quán)維俊. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2014(07)
[4]Landsat系列衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)40年回顧及LDCM前瞻[J]. 姜高珍,韓冰,高應(yīng)波,楊崇俊. 遙感學(xué)報(bào). 2013(05)
[5]成都市晴天熱島效應(yīng)的時(shí)空分布特征與成因[J]. 張順謙,周長(zhǎng)艷. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(07)
[6]典型河谷型城市春季溫濕場(chǎng)特征及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[J]. 李國(guó)棟,張俊華,王乃昂,彭劍峰,程弘毅. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(12)
[7]福建省長(zhǎng)汀縣河田盆地區(qū)近35年來(lái)地表裸土變化的遙感時(shí)空分析[J]. 徐涵秋. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(10)
[8]Landsat8簡(jiǎn)介[J]. 張玉君. 國(guó)土資源遙感. 2013(01)
[9]哈爾濱市道路系統(tǒng)與城市熱島關(guān)系研究[J]. 張利,張麗娟,周東穎,劉棟,范懷欣. 地域研究與開(kāi)發(fā). 2012(03)
[10]城市化進(jìn)程中城市熱島景觀格局演變的時(shí)空特征——以廈門(mén)市為例[J]. 黃聚聰,趙小鋒,唐立娜,邱全毅. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(02)
博士論文
[1]干旱地區(qū)稀疏植被覆蓋度高光譜遙感定量反演研究[D]. 李曉松.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2008
碩士論文
[1]植被覆蓋度的照相法測(cè)算及其與植被指數(shù)關(guān)系研究[D]. 顧祝軍.南京師范大學(xué) 2005
[2]植被覆蓋度的遙感估算方法研究[D]. 李苗苗.中國(guó)科學(xué)院研究生院(遙感應(yīng)用研究所) 2003
本文編號(hào):3321659
【文章來(lái)源】:福州大學(xué)福建省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:120 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
一南京市研究區(qū)示意圖
本次研究相關(guān)的主要地表覆蓋類(lèi)型主要分為4種:建筑、植被、水體和裸土。??分別根據(jù)不同地類(lèi)的特性,選取相應(yīng)的指數(shù)對(duì)進(jìn)行提取。研究區(qū)中4種地類(lèi)的光??譜曲線(xiàn)圖如圖3-1所示:??200??^?50?//??-?—?■— ̄ ̄?——?—.Nr?1??’??〇?LP—?—_:__x?!?二-?」??Blue?Green?Red?NIR?MIR?TIR?MIR??—k.—建筑?一l植被?--水體?一?一裸十??圖3-1研究區(qū)主耍地表覆蓋類(lèi)型的光譜曲線(xiàn)圖(Landsat?ETM+,?2000年5月4日)??3.1.1植被??植被的提取指數(shù)中,目前應(yīng)用最為廣泛的當(dāng)屬歸一化植被指數(shù)N?DVI??(Normalized?Difference?Vegetation?Index),其構(gòu)建原理的主要依據(jù)是:植被中的??葉綠素在可見(jiàn)光波段(波長(zhǎng)范圍:400?700?nm)對(duì)陽(yáng)光的吸收作用較強(qiáng),因此反??射率很低,這種吸收作用在紅光波段尤為強(qiáng)烈;而在近紅外波段(波長(zhǎng)范圍:??700?1300?nm),由于植被葉細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響,植被幾乎不發(fā)生吸收作用,反射??率達(dá)到最強(qiáng)。具體公式如下:??ndvi=nir-red??NIR?+?RED??式中:W//?代表影像近紅外波段反射率;幻代表紅光波段反射率。??如閣3-2(a)所?,植被的NDVI值U其他地類(lèi)彼此分離,因此,在通過(guò)設(shè)置??30??
GREEN+?NIR??式中:為綠光波段反射率;M7?為近紅外波段反射率。??然而,如圖3-1所示,土壤和建筑在綠光和近紅外波段處的波譜曲線(xiàn)與水體??具有極為相似的特征。因此在提取水體時(shí)容易產(chǎn)生建筑和土壤的誤分(如圖??3-3(a),三者的取值范圍有明顯重合)。此外,在城市內(nèi)部,水體基本都受到不??同程度的污染,而隨著水體渾濁度的提高,水中泥沙含量的增加,水體反射波??譜曲線(xiàn)的峰值會(huì)向長(zhǎng)波方向移動(dòng),并在中紅外波段處反射率達(dá)到最低,表現(xiàn)為??明顯的“紅移”現(xiàn)象。而建筑和裸土在中紅外波段范圍內(nèi)則表現(xiàn)為明顯的上漲趨??勢(shì)。因此,針對(duì)這一現(xiàn)象,徐涵秋在2005年提出,利用中紅外波段替代NDW[??指數(shù)中的近紅外波段,以此構(gòu)建修正水體指數(shù)MNDWI?(Modified?Normalized??Difference?Water?Index)|12h?|221。借此,"丨以在進(jìn)-一步增強(qiáng)水體與其它地類(lèi)反差的??同時(shí),抑制建筑和裸土的噪音,從而最大程度地削弱水體與建筑、裸土信息的??混淆
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水土流失區(qū)馬尾松林植被提取的土壤調(diào)節(jié)指數(shù)分析[J]. 李晶,徐涵秋,李霞,郭燕濱. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(09)
[2]新型Landsat8衛(wèi)星影像的反射率和地表溫度反演[J]. 徐涵秋. 地球物理學(xué)報(bào). 2015(03)
[3]北京城市熱島的定量監(jiān)測(cè)及規(guī)劃模擬研究[J]. 劉勇洪,徐永明,馬京津,權(quán)維俊. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2014(07)
[4]Landsat系列衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)40年回顧及LDCM前瞻[J]. 姜高珍,韓冰,高應(yīng)波,楊崇俊. 遙感學(xué)報(bào). 2013(05)
[5]成都市晴天熱島效應(yīng)的時(shí)空分布特征與成因[J]. 張順謙,周長(zhǎng)艷. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(07)
[6]典型河谷型城市春季溫濕場(chǎng)特征及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[J]. 李國(guó)棟,張俊華,王乃昂,彭劍峰,程弘毅. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(12)
[7]福建省長(zhǎng)汀縣河田盆地區(qū)近35年來(lái)地表裸土變化的遙感時(shí)空分析[J]. 徐涵秋. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(10)
[8]Landsat8簡(jiǎn)介[J]. 張玉君. 國(guó)土資源遙感. 2013(01)
[9]哈爾濱市道路系統(tǒng)與城市熱島關(guān)系研究[J]. 張利,張麗娟,周東穎,劉棟,范懷欣. 地域研究與開(kāi)發(fā). 2012(03)
[10]城市化進(jìn)程中城市熱島景觀格局演變的時(shí)空特征——以廈門(mén)市為例[J]. 黃聚聰,趙小鋒,唐立娜,邱全毅. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2012(02)
博士論文
[1]干旱地區(qū)稀疏植被覆蓋度高光譜遙感定量反演研究[D]. 李曉松.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2008
碩士論文
[1]植被覆蓋度的照相法測(cè)算及其與植被指數(shù)關(guān)系研究[D]. 顧祝軍.南京師范大學(xué) 2005
[2]植被覆蓋度的遙感估算方法研究[D]. 李苗苗.中國(guó)科學(xué)院研究生院(遙感應(yīng)用研究所) 2003
本文編號(hào):3321659
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