本文關(guān)鍵詞： 熱島強(qiáng)度 氣溶膠 地表溫度 梯度場(chǎng) MODIS 風(fēng)云三號(hào)　出處：《武漢大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：中國(guó)在飛速發(fā)展的城市化的過(guò)程中,城市的環(huán)境問(wèn)題成為城市可持續(xù)性發(fā)展的重要關(guān)注問(wèn)題。其中城市熱島現(xiàn)象是城市環(huán)境問(wèn)題中較為嚴(yán)重的現(xiàn)象之一。氣溶膠是自然環(huán)境與人類活動(dòng)的聯(lián)合產(chǎn)物,近些年來(lái)人造氣溶膠對(duì)于環(huán)境影響越來(lái)越大,這些人造氣溶膠某種程度上增強(qiáng)了太陽(yáng)輻射的散射和吸收,同時(shí)對(duì)太陽(yáng)輻射量在大氣和到達(dá)到地球的表面的吸收產(chǎn)生影響,對(duì)城市熱島效應(yīng)產(chǎn)生某種影響。本文就氣溶膠對(duì)熱島效應(yīng)強(qiáng)度的影響問(wèn)題,運(yùn)用遙感和GIS技術(shù),依據(jù)多種遙感影像數(shù)據(jù),獲取氣溶膠光學(xué)厚度與城市熱島強(qiáng)度兩個(gè)待研究變量,最后對(duì)兩者進(jìn)行分析,獲取氣溶膠對(duì)城市熱島強(qiáng)度的影響狀況,并根據(jù)相關(guān)資料對(duì)其影響機(jī)制進(jìn)行分析。具體實(shí)現(xiàn)是以2014年全年武漢市的13個(gè)市轄區(qū)作為研究對(duì)象,對(duì)研究區(qū)的基本情況進(jìn)行調(diào)查確定研究區(qū)域和區(qū)域劃分,此后按照旬、月份、季度為時(shí)間單位的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)不依賴于其他數(shù)據(jù)的氣溶膠光學(xué)厚度研究。針對(duì)計(jì)算葉面積指數(shù)的經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)地表反射率研究方法,進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn),采用更符合我國(guó)國(guó)情的全國(guó)土地地表類型分類庫(kù)作為數(shù)據(jù)向量支持,用到氣溶膠光學(xué)厚度的研究中,提出一種不依賴于光度計(jì)站的MODIS氣溶膠光學(xué)厚度反演法,最終獲取試驗(yàn)區(qū)武漢市13個(gè)市轄區(qū)的氣溶膠數(shù)據(jù)。(2)提出一種國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星獲取溫度的方法。用協(xié)同克里金插值法結(jié)合FY-3C衛(wèi)星數(shù)據(jù)和地面自動(dòng)站數(shù)據(jù),充分結(jié)合自動(dòng)站的真實(shí)氣溫觀測(cè)值和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì),給出實(shí)驗(yàn)區(qū)的溫度反演。(3)熱島強(qiáng)度衡量指標(biāo)的研究及熱島強(qiáng)度評(píng)價(jià)的獲取。根據(jù)溫度反演的結(jié)果,依據(jù)絕對(duì)熱島強(qiáng)度計(jì)算公式,計(jì)算出絕對(duì)熱島強(qiáng)度(AIUH)、城市熱島強(qiáng)度指數(shù)(IUH)和熱島強(qiáng)度比例指數(shù)(IUHI)。(4)氣溶膠對(duì)熱島強(qiáng)度影響的數(shù)學(xué)模型研究。嘗試運(yùn)用散點(diǎn)空間分析、相關(guān)性分析、回歸分析以及密度分割后的梯度場(chǎng)模擬研究的模型方法,就氣溶膠對(duì)城市熱島強(qiáng)度的影響情況展開統(tǒng)計(jì)研究,最終得到相關(guān)結(jié)論。根據(jù)上述研究?jī)?nèi)容,我們發(fā)現(xiàn)選取的正交經(jīng)驗(yàn)函數(shù)反演的結(jié)果與地基Aeronet站點(diǎn)基本一致,地表溫度也與地面站點(diǎn)氣溫基本一致,兩種反演算法均具有一定可靠性。且發(fā)現(xiàn)氣溶膠是吸收熱輻射的作用,對(duì)熱島強(qiáng)度主要為正相關(guān),城區(qū)影響大于郊區(qū)。在季節(jié)交換的少數(shù)月份呈負(fù)相關(guān)。環(huán)境問(wèn)題的監(jiān)測(cè)是一個(gè)廣泛的問(wèn)題。本文僅從一個(gè)角度一個(gè)城市出發(fā),展開了氣溶膠對(duì)熱島強(qiáng)度的影響研究,提供了一個(gè)運(yùn)用遙感和GIS技術(shù)的完整的環(huán)境監(jiān)測(cè)的實(shí)際案例,本文力圖給出一個(gè)連貫系統(tǒng)的研究實(shí)驗(yàn)方法,希望能為進(jìn)一步的多方面的環(huán)境監(jiān)測(cè)研究起到拋磚引玉的作用。
[Abstract]:China is developing rapidly in the process of urbanization. Urban environmental problems have become an important concern of urban sustainable development, among which urban heat island phenomenon is one of the more serious urban environmental problems. Aerosol is a joint product of natural environment and human activities. In recent years, artificial aerosols have become more and more important to the environment. To some extent, these aerosols have enhanced the scattering and absorption of solar radiation. At the same time, it has an effect on the absorption of solar radiation in the atmosphere and on the surface of the earth, and on the urban heat island effect. In this paper, the influence of aerosol on the intensity of the heat island effect is discussed. Using remote sensing and GIS technology, according to various remote sensing image data, the aerosol optical thickness and the intensity of urban heat island are obtained. Finally, the two variables are analyzed. The influence of aerosol on the intensity of urban heat island is obtained, and the influence mechanism of aerosol on urban heat island is analyzed according to the relevant data. The specific realization is based on 13 municipal districts of Wuhan city in 2014 as the research object. The basic conditions of the study area were investigated to determine the study area and regional division, and then according to ten days and months. Quarterly data preparation for time units. The main contents of this paper are as follows: 1). Study on aerosol optical thickness independent of other data. Empirical orthogonal function method for calculating leaf area index. With the appropriate improvement, the national land surface type classification database, which is more suitable for China's national conditions, is used as the data vector support for the study of aerosol optical thickness. A MODIS aerosol optical thickness inversion method is proposed, which is independent of the photometer station. Finally obtain aerosol data from 13 municipal districts of Wuhan city. In this paper, a method of acquiring temperature by domestic satellites is presented, which combines FY-3C satellite data with ground automatic station data by using cooperative Kriging interpolation method. The advantages of real temperature observation and satellite image data of automatic station are fully combined. The research on the measurement index of heat island intensity and the acquisition of heat island intensity evaluation are given. According to the result of temperature inversion, the calculation formula of absolute heat island strength is given. The absolute heat island strength (AIUH) is calculated. Mathematical model of the influence of aerosols on the intensity of urban heat island (IUH) and heat island intensity ratio index (IUH4). Regression analysis and the model method of gradient field simulation after density segmentation, the influence of aerosol on the intensity of urban heat island is studied statistically, and finally the relevant conclusions are obtained. We find that the inversion results of the orthogonal empirical function are basically consistent with the ground Aeronet site, and the surface temperature is basically the same with the surface temperature. The two inversion algorithms are both reliable, and it is found that the aerosol absorbs the heat radiation, and the intensity of the heat island is mainly positively correlated. The impact of urban areas is greater than that of suburbs. There is a negative correlation in a few months of seasonal exchange. Monitoring of environmental problems is a widespread problem. The effect of aerosol on the intensity of heat island is studied, and a complete case of environmental monitoring using remote sensing and GIS technology is provided. This paper tries to give a coherent and systematic experimental method. It is hoped that it will be helpful to the further study of environmental monitoring.
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X16;X513

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 崔祖強(qiáng);鄭志宏;;從歸一化植被指數(shù)提取氣溶膠光學(xué)信息[J];廣東氣象;2006年02期

2 ;第七屆亞洲氣溶膠會(huì)議在西安召開[J];科學(xué)通報(bào);2011年26期

3 吳國(guó)雄;“核冬天”理論及氣溶膠的短波吸收作用[J];成都?xì)庀髮W(xué)院學(xué)報(bào);1987年01期

4 李侖格;李富剛;王廣河;汪曉濱;林春英;;西北地區(qū)氣溶膠遙感及其氣候效應(yīng)研究綜述[J];中國(guó)沙漠;2008年03期

5 王磊;張鵬;孫凌;張文建;;多角度氣溶膠遙感研究進(jìn)展[J];遙感信息;2012年01期

6 蔣哲;陳良富;王中挺;陶明輝;;珠江三角洲對(duì)流層氣溶膠時(shí)空變化特征分析[J];地球物理學(xué)報(bào);2013年06期

7 姚錦烽;王盤興;李雙林;;利用MODIS氣溶膠產(chǎn)品研究亞洲季風(fēng)對(duì)氣溶膠傳輸及其分布的影響[J];內(nèi)蒙古氣象;2011年02期

8 王中挺;厲青;王橋;李莘莘;陳良富;周春艷;張麗娟;徐擁軍;;利用深藍(lán)算法從HJ-1數(shù)據(jù)反演陸地氣溶膠[J];遙感學(xué)報(bào);2012年03期

9 王中挺;陳良富;張瑩;韓冬;顧行發(fā);;利用MODIS數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)北京地區(qū)氣溶膠[J];遙感技術(shù)與應(yīng)用;2008年03期

10 徐祥德,周秀驥,翁永輝,田國(guó)良,劉玉潔,顏鵬,丁國(guó)安,張玉香,毛節(jié)泰,邱紅;星載MODIS資料與地面光度計(jì)探測(cè)氣溶膠變分場(chǎng)[J];科學(xué)通報(bào);2003年15期

相關(guān)會(huì)議論文 前9條

1 陳躍;劉紅杰;楊文;王建平;徐鳴之;武玉忠;楊連英;王晨;;直路式等速負(fù)壓多級(jí)稀釋氣溶膠風(fēng)洞檢測(cè)系統(tǒng)[A];第十五屆全國(guó)云降水與人工影響天氣科學(xué)會(huì)議論文集（Ⅱ）[C];2008年

2 楊輝;劉文清;劉建國(guó);陸亦懷;;氣溶膠監(jiān)測(cè)紅外激光雷達(dá)[A];中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2006年年會(huì)“大氣成分與氣候、環(huán)境變化”分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2006年

3 孫貞;徐曉亮;侯忠新;丁鋒;;青島市不同物源性質(zhì)氣溶膠質(zhì)量濃度特征初探[A];第十五屆全國(guó)云降水與人工影響天氣科學(xué)會(huì)議論文集（Ⅱ）[C];2008年

4 吳艷敏;王旭輝;劉龍波;張自祿;;高流速下氣溶膠取樣濾材的性能測(cè)試[A];第二屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2004年

5 介冬梅;胡克;;東北地區(qū)沙塵暴粉塵氣溶膠的成分組成與來(lái)源分析[A];大氣氣溶膠科學(xué)技術(shù)研究進(jìn)展——第八屆全國(guó)氣溶膠會(huì)議暨第二屆海峽兩岸氣溶膠科技研討會(huì)文集[C];2005年

6 司福祺;劉建國(guó);謝品華;玉鈞;劉文清;;近地面大氣氣溶膠差分吸收光譜技術(shù)監(jiān)測(cè)研究[A];第九屆全國(guó)氣溶膠會(huì)議暨第三屆海峽兩岸氣溶膠技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

7 黃憲果;涂俊;穆龍;陳功;游澤云;張德馨;;钚氣溶膠快速測(cè)量技術(shù)研究[A];全國(guó)放射性流出物和環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)研討會(huì)論文匯編[C];2003年

8 楊輝;劉文清;陸亦懷;;一種氣溶膠監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)[A];中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2007年年會(huì)大氣成分觀測(cè)、研究與預(yù)報(bào)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2007年

9 孫紅亮;;淺談核燃料廠固定空氣取樣系統(tǒng)設(shè)[A];中國(guó)核學(xué)會(huì)核化工分會(huì)成立三十周年慶祝大會(huì)暨全國(guó)核化工學(xué)術(shù)交流年會(huì)會(huì)議論文集[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 吳良海;基于多光譜多角度偏振測(cè)量的大氣氣溶膠反演研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

2 王耀庭;基于遙感與地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的城市氣溶膠定量反演研究[D];南京師范大學(xué);2006年

3 胡引翠;氣溶膠多尺度定量遙感監(jiān)測(cè)及其網(wǎng)格計(jì)算研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（遙感應(yīng)用研究所）;2006年

4 張子輝;云與氣溶膠探測(cè)技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2015年

5 周碧;黃土高原半干旱區(qū)氣溶膠輻射特性觀測(cè)研究[D];蘭州大學(xué);2012年

6 唐家奎;基于MODIS數(shù)據(jù)氣溶膠反演建模與網(wǎng)格計(jì)算中間件研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（遙感應(yīng)用研究所）;2005年

7 陳炳龍;基于轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼散射和星載CALIOP數(shù)據(jù)的氣溶膠高精度反演方法[D];北京理工大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 包青;基于激光雷達(dá)的南京仙林地區(qū)氣溶膠遙感監(jiān)測(cè)研究[D];南京師范大學(xué);2015年

2 江彬彬;中國(guó)東部地區(qū)嚴(yán)重霧霾事件的多源衛(wèi)星遙感動(dòng)態(tài)觀測(cè)及氣象特征[D];浙江大學(xué);2015年

3 許繼爽;基于MODIS數(shù)據(jù)的城市地區(qū)AOD及PM2.5質(zhì)量濃度反演[D];東北大學(xué);2014年

4 張守忠;超臨界法PM2.5氣溶膠制備實(shí)驗(yàn)研究[D];青島科技大學(xué);2016年

5 劉芷君;東亞冬季風(fēng)對(duì)氣溶膠傳輸分布的影響研究[D];南京大學(xué);2016年

6 武文娟;基于modis數(shù)據(jù)的氣溶膠反演及其與心腦血管死亡率的關(guān)系研究[D];西南交通大學(xué);2016年

7 龐博;碳質(zhì)氣溶膠監(jiān)測(cè)方法對(duì)比及北京碳質(zhì)氣溶膠特征研究[D];南京信息工程大學(xué);2016年

8 吳海燕;基于CE-318和MODIS的南寧市氣溶膠特性及區(qū)域效應(yīng)分析[D];廣西師范學(xué)院;2016年

9 張楓;γ譜法監(jiān)測(cè)放射性氣溶膠[D];南華大學(xué);2016年

10 林曉露;基于光聲光譜技術(shù)氣溶膠光吸收系數(shù)在線檢測(cè)裝置的研究[D];中國(guó)計(jì)量學(xué)院;2016年

，

本文編號(hào)：1444606