成都市城市热岛效应时空演变分析学位论文.doc
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公开编号:
成都信息工程学院
学位论文
成都市城市热岛效应时空演变分析
论文作者姓名:
申请学位专业:
地理信息系统
申请学位类别:
理学学士
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论文提交日期:
第36页共21页
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日期:
年月日
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日期:
年月日
成都市城市热岛效应时空演变分析
摘要
近年来,随着城市化进程加快,城市热岛现象日趋明显,直接影响了人们的日常生活,成为人们关注的重要对象,本文在获取1992年、2000年和2005年的LandsatTM/ETM+影像基础之上,采用决策树分类方法将研究区土地利用类型分为城区建筑、水体和自然地表三类,分类数据是用于计算比辐射率的重要依据之一,然后进一步采用单通道算法对成都市遥感数据进行地表温度反演,将反演结果进行等温度分级显示,得到不同时段的地表温度分级图,对这些温度分级图进行分析得到成都市的热岛动态变化趋势,结果表明,水体和植被覆被比城区建筑覆被温度低,城区建筑覆被对热岛效应具有绝对贡献,城市面积不断扩大,高温区面积随着城市的扩展也在不断扩大,城市热岛强度随着时间而不断加强,热岛呈现环状分布,热岛核心向城市中心东南方潜移,植被和水体属于低温区,适当增加城市绿地对于缓解城市热岛效应具有积极作用。
关键词:
城市热岛;成都市;LandsatTM/ETM+;热岛分布
spatialandtemporalevolutionofurbanheatislandeffectinChengdu
Abstract
Inrecentyears,alongwithurbanizationtheurbanheatislandphenomenonisincreasinglyclear,itdirectimpactonpeople'sdailylivesandhasattractemanyattention,ThearticleisbasedonLandsatTM/ETMdataof1992,2000and2005,landusetypesaredividedintourban,water,andnaturalsurfacebyusingthemethodofdecisiontreeclassification,disaggregateddataisoneoftheimportantbasisofemissivity,Andthenusingremotesensingdatainversesurfacetemperatureofchengdubyfurthersingle-channelalgorithm,obtainedthedifferentperiodsurfacetemperaturedistributiondatatoanalyzeChengduurbanheatislandchangingtrend.theresultsshowthatthetemperatureofwaterandvegetationcoverislowerthanthebuildingcover,urbanconstructioncoverhaveabsolutecontributiontoheatisland,theareaofheatisland,expandwiththeurbanarea,theurbanheatislandintensitycontinuetostrengthenasthetime,andtheheatislandshowingannilardistribution,theheatislandareasmovetothesouth-eastofthecitycenter.vegetationandwaterbelongingtothelowtemperatureregion.wecanseethatwaterandvegetationhaveapositiveeffectonslowingdowntheheatislandeffect.
Keywords:
urbanheatisland;Chengdu;LandsatTM/ETM+;heatislanddistribution
目录
论文总页数:
22页
1引言 2
1.1课题背景 2
1.2国内外研究现状 2
1.3研究内容、方法和技术路线 3
1.3.1研究内容 3
1.3.3技术路线 4
2.研究区概况 4
2.1总体概述 4
2.2地理特征 5
2.3气候特征 5
3数据来源及预处理 5
3.1数据来源 5
3.1.1LandsatTM/ETM介绍 5
3.1.2数据介绍 6
3.2数据预处理 7
3.2.1几何校正 7
3.2.2大气校正 7
3.2.3裁剪 7
4基于LandSatTM/ETM+的地表温度反演研究 8
4.1基于LandSatTM/ETM+地表温度反演算法 8
4.1.1辐射传导方程法 8
4.1.2覃志豪单窗算法 9
4.1.3普适性单通道算法 9
4.2基于覃志豪单窗算法的地表温度反演 10
4.2.1TM的亮温计算 10
4.2.2地表温度反演参数计算 11
4.2.3覃志豪单窗算法地表温度反演 14
5成都热岛分析 15
5.1不同地表覆被温度变化分析 15
5.1.1不同地表覆被多年平均温度状况分析 15
5.1.2不同地表覆被温度差异的时间变化分析 16
5.2热岛强度分析 16
5.3热岛空间变化分析 17
6结论与讨论 17
6.1结论 17
6.2讨论 18
参考文献 19
致谢 20
声明 21
1引言
1.1课题背景
城市热岛效应是指热量在城市空间范围内聚集,使得城市气温比周边明显偏高的现象。
城市热岛是由特殊的城市下垫面、大量人为热源和局地大气环流条件造成的,它反映了城市的热环境状况[1,2]。
自1833年LakeHoward提出“城市热岛”概念以来,城市热环境问题一直备受关注,1918年,Howard又在《伦敦的气候》一书中,把伦敦城的市区气温比周围相邻的农村气温高的现象称之为“UrbanHeatIsland”和“Hot—islandEffect”,即“城市热岛”和“热岛效应”[3]。
西方发达国家如美国、英国、加拿大以及西欧等国,相继在此领域开展了多项探索和研究[4-6]。
热岛效应反映的是一个温差的概念,只要城市与郊区有明显的温差,就可以说存在了城市热岛,因此,一年四季都可能出现城市热岛。
在全球增暖和高速城市化的背景下,城市热环境及其热效应已成为主导城市气候与环境的要素之一,对人们生存空间质量的提高带来不良影响。
近年来,随着城市化进程加快,城市热岛现象日趋明显,直接影响了人们的日常生活,成为人们关注的重要对象,因此,研究城市热岛效应的时空演化规律,对改善城市生态环境和城市居民居住环境有重要的现实意义。
成都位于四川省的中部、四川盆地的西部,是四川省省会,近几年来随着经济的飞速发展,大量外来人口涌入,购车人数也越来越多以及温室气体的大量排放,导致成都市市区与郊区的温度差异较大,据中国之声《央广新闻》13时34分报道,根据卫星遥感监测发现,成都城区内外的温差最高达到8℃以上。
城市比郊区温度偏高,形成了“热岛效应”,成都的“热岛”呈环状分布,在全国都比较少见。
因此,对成都市进行热岛效应变化研究已经非常必要,这也为成都市缓解高温压力提供了依据。
1.2国内外研究现状
Rao首次利用热红外遥感数据ITOS-1研究城市热岛现象[7]。
之后,利用NOAA/AVHRR数据对城市地表分布、城市热岛变化等情况的研究陆续出现。
随着美国陆地卫星的发射成功,人们采用TM6对城市地表温度分布格局、城市热岛强度扩展、城市热岛与城市土地利用及植被覆盖度的关系等进行研究。
国内学者也先后采用常规方法和热红外遥感方法对北京、上海、广州、武汉、杭州、长春等主要城市的热岛现象进行了监测[8-11]。
关于城市热岛问题,国内外学者做了较多的研究。
可以概括为5种:
(1)气象站法:
传统的热岛效应运用气象站历史数据,选取若干个温度指标,分析一个城市或区域在不同发展阶段热岛特征变化情况。
(2)定点观测法:
根据城市热岛空间分布状况,定点观测可以从水平和垂直方向2方面考虑。
其中,城市热岛水平分布特征一般是选用城郊若干个典型的位置,进行数项温度气候指标的测定比较;或者是利用横穿城市剖线进行观测研究。
由于城市热岛不仅影响近地面温度,还会影响城市边界层内能量交换,具有明显的立体空间分布特征。
城市气候立体特征研究多是使用探空气球、飞机等进行观测,观测高度在100~7000米之内。
也有学者为了获取长期连续不断的城市与郊区气温垂直变化资料,将气温表安放在铁塔的不同高度,观测城郊气温垂直差异。
(3)运动样带法:
运动样带法通常是在车辆上安装气温测定传感器,并连接着一个便携式的数据采集器。
(4)是采用遥感技术,对遥感卫片、航片资料进行分析,进而监测城市的热岛效应。
根据
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- 成都市 城市 热岛效应 时空 演变 分析 学位 论文