MODIS数据北京城区热岛监测分析

随着城市化进程的深入,热岛效应问题越来越严重,从而影响城市及周边地区的生态环境与气候,因此备受人们的重视。本文从2000年—2007年724幅1km分辨率的MODIS地表温度产品中选取64幅质量较好,可以代表春、夏、秋、冬四个季节的昼夜影像,制作地表温度图和选取感兴趣区域分析北京城区热岛效应。结果表明,北京市城区温度明显高于周围地区,夏季夜间最高达到3.7℃,秋季白天相对热岛强度较大,夏季、冬季夜间热岛强度要大于白天,尤其冬季较为明显。     

基于多源遥感数据的济南市主要建成区热环境研究

城市热环境是反映城市环境状况的一个重要指标,本研究基于济南市快速城市化时期的Landsat-8遥感影像,利用遥感图像处理软件IDL8.5反演2016年济南市的地表温度(LST),得到济南市地表温度空间分布格局;并利用NPP-VIIRS夜间灯光数据提取济南市主要建成区范围及郊区范围,同时利用MODIS 8天温度产品,根据城郊温差法计算得到济南市主要建成区热岛强度信息,探究热岛强度的月及季节变化规律。研究发现白天热岛强度变化规律比较明显,夜间热岛强度比较稳定。同时,利用2016年谷歌影像提取济南市地表水体的分布数据,并采用剖面取样的方法在地表温度分布图上做出样点与其对应地表温度的分布曲线,研究发现水体和绿化植被的存在能显著地减缓城市热岛效应。     

基于MODIS地表温度产品的北京城市热岛（冷岛）强度分析

城市热岛是影响城市及其周边地区天气气候和空气质量的重要因素。利用2000-2005年MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,中分辨率成像光谱仪）分裂窗算法反演得到的1km分辨率地表温度产品分析了北京的城市热岛效应,发现白天城市热岛强度具有明显的季节变化,夏季最大值可以达到10℃以上,冬季变为冷岛,即城市地表温度低于乡村,最低值可以达到-5℃;模拟结果表明冬季城市冷岛的存在主要是城市和乡村地表热特性（热惯量）的差异引起的。夜间热岛强度的季节变化较小,全年稳定在5℃左右。选择北京周边地区比较典型的乡村耕地、山区森林以及永定河流域来研究乡村的选择对热岛强度的影响。发现选择不同的邻近区域作为乡村时,不仅城市热岛（冷岛）强度有较大变化,而且热岛强度的季节变化情况也有较大差异。冬季白天北京城市冷岛增加了近地层的大气稳定度,可能会降低城市空气污染物的扩散能力,加剧了北京冬季的空气污染。     

基于多目标遥感信息处理的城市扩展监测与分析

基于徐州市1994年、2002年和2007年的多时相Landsat TM/ETM+遥感影像,利用建筑用地指数(IBI)提取城市建筑用地信息,通过监督分类获得城市土地覆盖网,由单窗算法反演地表温度.利用多目标遥感信息处理得到的建筑用地分布、土地覆盖图和地表热环境信息,从土地利用结构变化、城市热环境时空演变两个方面分析了徐州市城市扩展动态,表明徐州市建成区面积不断扩大,城市扩展速度进一步加快,土地利用类型相互转换频繁;城市热岛现象显著,热岛分布与城市建筑用地的轮廓基本吻合,建筑用地不断增加是热岛效应加重的主要因素.研究表明,综合土地覆盖分类、专题信息提取和地表参数定量反演的多目标遥感信息处理用于监测分析城市扩展与生态环境响应具有明显的优越性.     

基于COST模型的热岛效应时空演变特征分析

本文选取中等城市绵阳为研究对象,以2000年、2007年TM/ETM+遥感影像为数据源,首先应用COST模型完成大气校正;然后采用Artis等提出的算法进行地表温度反演,并利用均值标准差法进行温度等级划分,获得绵阳市地表温度分布图和温度等级分布图。结果表明:①2000-2007年热岛区与建成区在空间发展趋势上基本一致,其中2000年热岛区面积为11.49 km2,到2007年增加为43.12 km2,热岛区面积所占比例增加36.36%;②7年间温度等级升高的区域面积为56.09km2,占建成区总面积的64.47%,其中从温度较低区转化为热岛区比例占42.40%。     

武汉主城区热环境特征对城市建设的响应

针对目前城市建设与地表热岛效应定量关系尚不明确的问题,该文利用Landsat遥感影像反演武汉主城区地表温度(LST)、提取不透水面率(ISA)值,并将ISA值按照一定阈值划分城市建设密度,探讨不同城市建设密度水平下热岛强度的变化;构建平均ISA与LST间的数量关系,明确城市热环境特征对城市建设的定量响应。结果表明:①1987—2016年间武汉主城区发展迅速,城市高密度建设范围从1987年的130.0 km~2增加到2016年的366.9 km~2,29年间增加了188.2%;②不同建设密度用地表现出不同程度的热岛强度,高密度、中密度和低密度建设水平对应的热岛强度分别为2.72～8.39℃,2.02～5.69℃和0.92～3.82℃;③LST与平均ISA呈现出明显的正向线性关系,两者拟合方程的系数为0.853～0.942;城市建设水平能很好地解释城市地表温度的空间变化,平均ISA每增加10%,地表温度上升0.35～0.85℃。     

基于定量遥感的武汉城市热岛强度时空格局演变分析

应用定量遥感揭示武汉市热岛强度在不同季节和不同年份的时空格局演变.首先,选取2002年(1月,3月,7月,10月)及2000年,2004年,2010年7景ETM数据反演地表温度;其次,经热岛强度指数归一化地温数据,使数据间更具可对比性.对比2002年不同季节地温反演数据,分析武汉市热岛强度在不同季节的变化情况及形成原因.比较2000年,2004年,2010年三个不同年份地温数据,探讨热岛强度年际时空格局演变,建立LST与ndvi、城市热岛强度与水域面积间的相关关系,分析武汉市城区多年ndvi均值以及水域面积的时间变化趋势.结果显示:武汉市城市热岛强度存在明显的季节差异;年际热岛强度空间演变格局表现为以沿江地带为中心,以西北和东南两个方向为主向外延展;LST同ndvi呈负相关关系,其中ndvi值下降0.1,则地表温度上升约1.4℃;热岛强度同城市内水域面积大小亦呈负相关;对比分析了城区多年植被覆盖及水体面积变化趋势,总结出绿地等植被覆盖面积逐渐减小及湖泊面积逐步萎缩是造成武汉城市热岛强度增强的主要因素.     

京津冀都市圈热环境空间格局遥感分析

以京津冀都市圈热环境为研究对象,利用MODIS数据获取了2001、2004、2006和2008年的地表温度,通过温度距平图定性分析京津冀都市圈不同时间、不同城市的热岛强度及变化规律;利用景观学知识,参考热力景观空间格局评价体系,选取缀块个数(NP)、蔓延度指数(CONTAG)和香农多样性指数(SHDI)等对北京、天津两市的热环境空间格局进行了定量描述.结果表明,2001～2004年间北京热力景观格局趋于分散(除夏季外),2004年后逐渐呈集聚状态;夏季北京的热力景观格局异于其它季节,2004年的最为集聚,而2008年的较往年破碎,热场极分散;天津市热力景观格局变化趋势不太明显.     

利用Landsat卫星影像进行东莞市地表温度反演与变化分析

随着快速城市化进程,我国东南沿海一些城市新增了大量的城市建设用地,影响到了城市的人居环境,诱发了城市热的环境问题。探索城市热环境时空布局与变化特征,分析变化原因对城市可持续发展和人居环境质量改善具有重要的现实意义。本文以东莞市为例,以1986—2017年间8个时相Landsat系列卫星影像为数据源,利用单通道算法对东莞市地表温度进行定量反演,分析东莞城市热环境的时空分布特征及其变化,并探讨其影响因素。结果表明,东莞市30多年的城市热环境主要表现为热岛的分布格局,由零散的点状分布逐渐发展成沿着主要交通路线的带状分布;东莞市城镇/街道中心的地表温度明显高于郊区、村落,存在较强的热岛效应;1986—2017年东莞市的热岛比例指数总体呈上升趋势,从0.06上升到0.15,在2009年东莞市热岛效应达到最高。研究结果对合理规划东莞城市建设,促进城市建设可持续发展等方面具有重要意义。     

基于TM/ETM~+影像的绵阳春秋两季城市热环境特征对比分析

选取中等城市——四川省绵阳市为研究对象,以2000年(代表秋季)、2001年(代表春季)TM/ETM+遥感影像为数据源。在基于影像算法反演地表温度的基础上,对研究区春、秋两季热场剖面、建成区范围内热力景观斑块和城市热岛效应进行研究。结果表明:(1)无论春季还是秋季,地表温度高低与下垫面性质具有较大相关性,水体和植被覆盖较好的区域呈现低温,而水泥、沥青等不透水面温度较高;(2)秋季相对春季而言,温度相对较高的热力景观类型面积减少,而温度较低的热力景观类型面积增加。分析热力景观异质性指数发现,优势度指数值春季大于秋季,说明春季存在较明显的优势斑块;(3)运用城乡平均温度对比法和热岛面积指数法,计算春季热岛强度值为1.77℃,秋季热岛强度值为0.78℃,由此说明,在该时段内春季的城市热岛效应强于秋季。     

基于热红外遥感的四川省内江市城市热岛效应评价

利用四川省内江市1988年6月23日、2000年5月10日和2007年5月6日的Landsat TM/TM+热红外遥感数据,定量反演亮度温度,并利用均值-标准差法对温度进行分级.1988-2000-2007年间,内江市最大热岛强度分别为15.682℃,16.016℃和15.498℃;加权平均热岛强度分别为1.476℃,1.991℃和0.674℃;城市热岛比例指数分别为0.617,0.775和0.406.三个评价指标的变化趋势具有一致性,即先升高再降低,表明1988-2000-2007年间内江市城市热岛效应先增强再减弱.这说明2000年以来尽管城市化进程加剧,但是随着对城市生态环境保护的重视,城市化导致的热环境问题比2000年以前有所缓解.     

将城市热岛效应分析融入GIS中应用于城市规划

介绍了GIS在城市规划中的应用和热岛与城市规划的相互关系，并探讨能否将GIS与城市热环境相结合运用于城市规划设计中。根据某城镇的地表、气候、降雨量、风场等自然因素与人口、政治、经济、文化等人为因素相联系，综合分析设计出最优的生态城市规划方案，满足当代人高质量生活环境的要求，以及整个城市乃至全球的生态发展。     

河谷城市与平原城市热岛差异性分析

随着城市的快速发展,城市热岛效应越来越重要。本文利用环境卫星数据,以西安市和兰州市为例,通过对河谷与平原城市的热岛效应差异进行初探,发现在两个研究区的市区内部,其热岛分布特征与已有研究的热岛分布特征一致。但就整个研究区而言,西安市的热岛主要分布在城区,兰州市则主要分布在郊区。分别对西安和兰州的地表温度与NDVI进行了相关性分析,发现西安市的地表温度与水体指数呈非线性相关,而兰州市则呈线性相关。     

采用ASTER影像进行地表温度反演与分析

基于ASTER遥感影像数据,运用劈窗算法对重庆市主城区进行了地表温度反演,得出重庆市主城区地表温度空间分布规律,结果表明重庆市主城区地表温度明显比郊区地表温度高,城区与近效温差达6.34℃,城市热岛效应明显。     

兰州市城市热岛效应与地表指数定量分析

针对现有兰州市城市热岛效应研究多以地面气象站的观测资料为数据源,以遥感影像为数据源较少的现状,该文利用Landsat 8影像,研究了兰州市城市热岛效应与修改后的土壤调节植被指数(MSAVI)、增强型水体指数(EWI)、土壤亮度指数(NDSI)、土壤湿度指数(NDMI)之间的关系。结果表明,兰州城市热岛效应较为严重,城市热岛效应与土壤湿度指数、增强型水体指数、土壤亮度指数呈正相关,与修改后的土壤调节植被指数呈负相关。     

Urban heat island lesson

Among the most modified environments on the Earth's surfaces are the places where humans have congregated and built cities. Over 60% of the world's population now resides in urban centres. Because of their densely settled conditions, urban areas are generally warmer than their surrounding rural environments, resulting in what are referred to as urban heat islands (UHIs). This paper describes an instructional lesson designed to show students how to measure and analyse temperature variations within an urban environment using Landsat thermal infrared data.     

城市下垫面覆盖类型变化对热岛效应影响的模拟研究

利用Landsat TM/ETM 卫星影像的热红外数据反演了武汉市的地表温度,定量地分析了1988~2002年武汉市热岛的时空分布;结合遥感手段和误差反向传播神经网络方法,动态地模拟了当汉口地区下垫面覆盖类型变化时的热岛分布情况,重点对绿地增加时热岛的变化作了详细的分析。结果显示,1988~2002年,武汉市城市热岛效应明显增强,绿地面积的增加能缓解局部热岛的范围和强度,绿地面积越大,热岛的缓冲范围越大,缓冲强度亦大。     

基于MODIS数据的上海市热岛效应研究

采用2003～2005年EOS／MODIS数据，运用分裂窗算法定量反演了上海市地表温度，以间接反映城市热岛的变化规律。研究表明，上海市冬季地表平均最高温度为13．9℃，春季、夏季和秋季分别为32．5℃、45．7℃和29．0℃；地表相对高温区的分布具有明显的季节变化特征，冬季地表相对高温区分布在市区东南方向，春季、夏季地表相对高温区向西北方向移动，秋季地表相对高温区开始向东南方向收缩；冬季市区表现为弱冷岛中心，春季、夏季和秋季均为热岛中心，其中夏季的热岛效应最为显著；冬季弱冷岛中心的地面温度低于郊区温度2．6℃，春季、夏季和秋季的平均热岛强度分别为5．7℃、10．4℃和4．2℃。     

基于 Landsat 8的城市热岛效应研究初探--以厦门市为例

以厦门市为研究区域,以2013年的Landsat 8为研究数据,研究亮度温度反演和地表温度反演算法,通过ENVI/IDL软件编程实现,并且利用厦门市气象局实测温度验证地表反演结果的有效性。同时,还分析了当前厦门市热岛效应空间分布情况,以期为厦门市城市规划和建设旅行城市等工作提供重要参考意义。