基于Landsat TM/ETM＋数据的北京城市热岛季节特征研究

利用1988—2006年20景LandsatTM和ETM＋数据分析了北京市城市热岛的季节变化特征。通过反演地表温度,建立统一的城市和农村区域,计算了城市热岛强度,并采用多项式拟合获取了城市热岛强度的季节变化曲线;同时,分析了热岛强度季节特征与气候因子的关系。另外利用4景2005—2006年不同季节Landsat TM影像,分析了不同季节城市热岛的空间变化特征,并选择穿越北京城区的两条不同方向剖线（SE-NW和SW-NE）,分析了沿剖线方向城市热岛与地表类型的关系。结果显示,北京城市热岛具有明显的季节变化特征,与总云量的季节变化关系显著。最大热岛强度出现在夏季,呈现片状发散和零星热岛并存的空间分布特征。冬季为冷岛特征,其空间分布与夏季热岛一致。春秋两季热岛强度最小,但春季热岛空间差异较大。在相同季节,城市热岛强度和空间尺度在不同剖线方向具有明显的差异,这与不同地类的空间分布有关。     

基于遥感影像的都昌县土地利用变化及城市热岛分析

以都昌县为研究区,利用Landsat 8遥感影像为数据资料,采用监督分类法对研究区的土地利用信息进行解译,采用辐射传输方程法反演研究区的地表温度,分析研究区的土地利用信息和城市热岛变化特征,探究两者之间的联系。结果表明：（1）2013—2021年研究区水域、建设用地面积不断增加;耕地面积先减后增,总体呈减少趋势;绿地面积不断减少;未利用地面积先增后减少,总体呈减少趋势。（2）2013—2021年研究区强冷岛区、冷岛区和中间区的面积增多,热岛区和强热岛区面积减少。（3）改进后的归一化差异水体指数、归一化植被指数与地表温度成负相关,植被和水体对城市热环境具有一定的降温调控作用。（4）水域的地表温度均最低,其次分别为绿地、耕地和建设用地,而未利用地的地表温度最高。     

基于MODIS数据的城市热岛动态监测及时空变化分析

以人口密集、经济快速发展的福建省沿海地区为研究区，在遥感和地理信息系统技术支持下，采用经优选的MODIS遥感数据反演的地表温度，提取城市热岛和植被覆盖信息，对研究区城市热岛进行动态监测和时空变化分析，并对地表温度与植被覆盖的互动关系进行定性与定量分析。结果表明：福建沿海城市热岛面积整体上呈逐年增长趋势，福州和莆田更为明显；城市热岛主要集中在人口密集、工商业发达的区域，同时沿海平原的热岛效应比内陆山区更为显著；地表温度与植被覆盖呈负相关，并且相关系数逐年增长。     

城市热岛效应研究概况

随着我国城市化进程的不断加快,城市中的环境污染问题也日益严重,表现为城市比周围非城市化地区的地表和大气温度要高的热岛效应作为这些环境问题中的典型代表有着重要的研究意义。近几十年来国内外的有关专家从微观及宏观层面上对城市热岛效应的产生原因、造成影响、变化规律、缓解措施等方面进行了一系列的研究与探索。由于城市测点有限,过去的研究尚不能全面反映出研究区热岛效应。遥感科学和技术的发展,为城市热岛效应的研究提供了有利条件。本文介绍了热红外遥感技术在热岛研究中的应用及城市规划对城市热岛效应的影响,并展望了该领域的发展前景。     

城市热岛效应研究概况

随着我国城市化进程的不断加快,城市中的环境污染问题也日益严重,表现为城市比周围非城市化地区的地表和大气温度要高的热岛效应作为这些环境问题中的典型代表有着重要的研究意义。近几十年来国内外的有关专家从微观及宏观层面上对城市热岛效应的产生原因、造成影响、变化规律、缓解措施等方面进行了一系列的研究与探索。由于城市测点有限,过去的研究尚不能全面反映出研究区热岛效应。遥感科学和技术的发展,为城市热岛效应的研究提供了有利条件。本文介绍了热红外遥感技术在热岛研究中的应用及城市规划对城市热岛效应的影响,并展望了该领域的发展前景。     

东北平原腹地城市化与城市热岛的可能驱动因子

用近50年逐日气象观测记录和城市发展统计资料分析了东北平原腹地3个不同规模城市,即大城市长春,中等城市延吉和山区小城镇临江的年和季节平均气温、最高最低气温等,发现其差别很大,其排序不一定同城市化速率(人口和国内生产总值GDP)、土地利用或能见度趋势对应。但气温日较差趋势均与城市化速率成比例。3个城市气温趋势均表现为变暖,且最低气温趋势大于最高气温趋势;冬季变暖强于夏季。这说明影响夜间或冬季气温的才是城市热岛的主要驱动因子。冬、夏最高气温趋势排序一致,除临江外,最低气温趋势排序与最高气温相反。临江冬季最低气温趋势最强,可能与其特殊地理环境造成的弱风气候有关。最低气温趋势排序与城市化速率排序大致相同,最高气温趋势排序相反。综合对比分析表明,这3个城市气候变暖差异的主要因子不可能是土地利用,而是城市人为热释放和空气污染,后者主要影响夜间的射出长波辐射。二者的影响范围趋势应该同城市化速率成比例,对气温趋势有明显影响。其次,不能忽略地理环境因子对气温趋势及其排序的影响。不过,气温日较差在一定程度上可以削弱城市地理因素等的影响,其趋势是一个反映城市化对气候影响的的合适指标。研究还表明,需要重视空气污染对长波辐射的影响并应该在数值模式辐射参数化中加以考虑。     

基于FY-3卫星数据的西安市城市热岛特征分析

基于2011—2017年FY-3B/VIRR气象卫星影像数据及同期气象观测数据,应用改进型贝克尔(Becker)"分裂窗"地表温度反演算法计算地表温度,根据土地利用类型数据进行城郊对比,分析了西安市春、夏、秋三个季节城市热岛总面积、强热岛面积和热岛比例指数。结果表明:1)遥感反演温度与气象站点监测数据变化趋势基本一致,三季地表温度基本以西安市城区为中心呈环状递减;2)各季节强热岛面积占比年际变化明显,夏季强热岛面积占比远高于春、秋两季的,是后者的2倍以上;3)春、夏、秋三季强热岛区域主要集中在西安市城区和长安区,临潼区、长安区、鄠邑区、西安市城区夏季热岛面积占总面积的50%以上,周至县、高陵区的较小;4)总热岛比例指数总体上波动较大,年际上2016年的最大;春、夏季2014年的最大,秋季2016年的最大;总体城郊热岛差异2017年的最大,季节性城郊热岛差异表现为春季2016年的最大,夏、秋季2017年的最大,夏季城郊热岛差异明显高于春、秋季的。     

北京夏季高温变化特征及对城市热岛强度的影响

随着全球气候变暖和快速城市化,城市夏季高温及热浪出现频次和强度明显增加,但人口高度集聚的特大城市中夏季高温长期变化特征对城市热岛的影响程度和作用机制仍不甚明了。本文选择京津冀特大型城市群的核心城市北京为研究对象,基于长期气象观测数据计算夏季高温和城市热岛强度,阐明5—8月夏季高温长期变化特征及对城市热岛强度的影响。研究发现,1978—2020年北京城区夏季高温日数、强度和极端高温均呈现显著增加趋势,相伴随的是高温起始时间明显提前,结束时间显著推迟;高温天最高气温热岛强度呈显著降低趋势,而平均气温和最低气温热岛强度则呈轻微下降趋势;5—8月高温天最高、平均和最低气温多年平均热岛强度分别为0.73 ℃、1.61 ℃和2.40 ℃,明显高于非高温天的0.09 ℃、0.80 ℃和1.40 ℃,高温和非高温天热岛强度差值均在0.6 ℃以上,表明夏季高温放大城市热岛强度。预估未来全球变暖和快速城市化背景下北京城市热岛效应将进一步加剧,会形成更频繁和持续更长的夏季高温,给城市居民带来严重的健康风险。     

基于Landsat TM/ETM+数据的南昌城市热岛效应研究

利用Landsat TM/ETM+数据进行南昌市地表温度反演,得出1989年和2000年2个时相的南昌市热岛强度等级分布特征,结合下垫面土地覆盖类型图,选取样区对比分析了地表温度空间分布.结果表明:南昌市存在比较明显的热岛效应,主城区的地表温度由城区中心向近郊、远郊逐渐降低,城市地表温度与下垫面的性质紧密相关.研究结果对于改善南昌城市生态环境、减缓城市热岛效应具有重要的参考价值.     

基于TM／ETM影像的区域土地利用／覆盖变化研究

以吐鲁番市的葡萄乡和亚尔乡为研究区域,采用1990年的TM影像数据和1999年的ETM 影像数据以及2005年的土地利用数据为主要信息,应用遥感(RS)技术和地理信息系统(GIS)技术,对吐鲁番市的葡萄乡和亚尔乡近15a的土地利用/覆盖类型变化情况、各地类面积变化率、土地利用/覆盖总体变化情况和农业用地变化情况进行了分析研究.得出15a中,葡萄乡和亚尔乡的土地利用/覆盖呈现"四增四减"的变化规律,并分析了引起变化的原因,为今后土地利用的规划和管理提供了科学依据.     

基于自动站观测资料的深圳城市热岛研究

利用103个自动站气温观测资料,对深圳的城市热岛现象进行了研究.分析表明:1)高速的城市化进程造成自动站周边下垫面属性的变化,对气温造成了显著影响,这种影响即使是在仅仅10年内也表现得较为明显.2)由于深圳地处海滨,深圳的近地层气温分布是海陆作用叠加城市热岛效应形成的结果.按照传统定义的深圳城市热岛,其空间分布在不同季...     

基于多源数据的城市热岛效应研究——以石家庄地区为例

以石家庄地区为研究对象,选取地面气象观测站数据、区域自动站数据、MODIS 1B以及Landsat7 ETM+卫星遥感影像数据作为主要数据源,从气温和地表温度两个角度考虑,分析城市化进程对城市热岛效应的影响,城市热岛的时间变化规律以及空间分布规律等。研究结果表明：(1)石家庄城市热岛强度随时间逐年增加且呈继续上升趋势,与城市化进程呈同步变化趋势;(2)采用同一时次气温和地表温度资料分别研究石家庄城市热岛空间分布特征,发现夏、秋季白天和四季晚上石家庄城市热岛效应明显,春、冬季白天有时出现“冷岛”效应;(3)与白天相比,在晚上气温和地表温度两者的相关性较好,其相关系数可达0.80;(4)选用Landsat7 ETM+高分辨率卫星遥感影像数据研究不同土地覆盖类型对城市热岛的影响,发现地表温度随着植被指数NDVI的增大而减小,两者之间呈现很好的负相关性,R2=0.72。     

基于Ｔ／２分数间隔的ＳＥＩ双模式盲均衡算法

采用NCEP/NCAR 1°×1°最后分析资料（final analysis,FNL）计算“圣帕”台风螺旋度,探讨各垂直层上水平螺旋度与强降水时间演变的关系、水平螺旋度与强降水落区的关系以及垂直螺旋度时间演变与强降水发生、发展的关系。结果表明,700 hPa螺旋度最能反映强降水时间演变,正螺旋度大值中心附近与暴雨落区一致,同区域内螺旋度中心值的强弱与该区域内降水的强弱关系密切;若垂直方向上高低层的螺旋度同时由负值转为正值,则强降水发生,反之降水减弱、停止;对于预报台风强降水时效,水平螺旋度远比垂直螺旋度、散度、垂直速度具有更多有效预报时间;对于预报台风强降水落区,垂直螺旋度比水平螺旋度更具有优势,若能利用垂直螺旋度对水平螺旋度预报强降水作出订正可能将有助于提高台风强降水预报准确率。     

基于卫星遥感揭示长三角台站周边城市土地利用扩张及其对气温记录的影响

台站温度记录中的城市化信号对于气候变化研究影响重大并仍存在很大争议,尤其是在经历快速城市化的区域。本研究利用遥感影像分类的方法,提取了1980~2009年期间长江三角洲城市群93个气象台站周边10 km×10 km范围的城市土地利用信息,并按照城市土地利用扩张速率对站点进行分类,研究了1980~2009年期间快速城市化站点、中速城市化站点和慢速城市化站点的年和季节平均温度、最低温度和最高温度变化特征,并分析了快速和中速城市化站点城市化影响和城市化影响贡献率。结果表明:全部93个气象站点周边自20世纪80年代起均经历了城市土地利用扩张过程,全部站点周边的平均城市土地利用扩张速率为1.00% a-1;近30年来,各类型站点年和各季节的平均温度、最低温度和最高温度均表现出增加趋势;城市化效应增强因素对快速城市化站点年平均温度贡献率为35.06%,对年平均最低温度的增温贡献率为34.67%,对年平均最高温度增温贡献率最小,仅为18.42%;城市化效应增强因素对中速城市化站点的影响程度小于快速城市化站点,对平均温度、最低温度和最高温度的贡献率分别为19.35%,22.22%和3.13%。在季节变异方面,长江三角洲区域各类型站点冬季的城市化影响贡献率在平均温度、最低温度和最高温度均表现为最低值。     

基于数据融合的土地遥感分类技术研究

以吐鲁番主要农区为试验区，运用多源遥感数据融合图像进行土地利用现状调查及葡萄种植面积遥感调查。运用IHS变换方法进行了研究区多光谱与全色高分辨率图像的融合工作，生成了质量较好的图像。用于土地分类及葡萄面积提取。在对研究区土地利用类型的分类中，本文采用的分类方法是结合目视判读的经验，在无监分类法和有监分类法的基础上，辅以地面数据，在遥感图像处理常规分类方法的范畴内，采取最大程度的有利于提高分类精度的措施，得到了全试验区相对最高的计算机自动分类精度65％；然后采取分区分类或人工解译改进分类结果，可使研究区的土地利用分类精度超过90％。因此，此方法在土地利用现状调查及作物面积监测中是可行的。     

基于TM影响的不同季节北京城市热环境研究

利用2005～2006年4景北京Landsat TM影像,通过热红外波段反演地表温度,揭示不同季节城市热环境分布特征及其空间差异。分别利用遥感反演的地面温度和地面气象站观测的气温数据,计算地表热岛强度和空气热岛强度,并分析其季节变化,结果表明：城区相对近郊区,热岛效应在夏季显著;城区相对于乡村,四季都存在较强的热岛效应。     

基于ＶＣ＋＋的风云三号卫星实时遥感数据提取方法

分析了ＨＤＦ５文件和风云三号卫星实时遥感数据结构和特点,采用ＨＤＦ５文件最新的
Ｃ＋＋Ｃｌａｓｓｅｓ开发包、ＶＣ＋＋程序设计语言,开发一种实用性较强的风云三号卫星实时遥感数据
提取方法,并介绍合成风云三号卫星中分辨率真彩色图像的方法。

     

基于TM数据的西南岩溶区石漠化调查研究

以广西典型石漠化区的平果县为研究区,基于2005～2007年时间段的高分辨率TM/ETM数据,采用石漠化指数模型和石漠化解译分级标准调查研究研究区石漠化空间分布概况。结果表明:研究区石漠化空间分布状况遥感解译结果与实地调查情况基本吻合。     

基于ＭＴＩ滤波器特性的改进直接数据域算法的研究

传统的空时自适应处理方法属于统计方法,一般假设其它相邻距离单元的训练样本满足独立同分布的条件,利用这些训练样本来估计待检测单元中杂波 的协方差矩阵．对机载雷达来说,严重非均匀环境很难满足样本独立同分布的要求．直接数据域方法只利用待检测距离单元本身的数据来获取训练样本,因此得到广泛应用．提出一种改进直接数据域算法,在利用空时窗滑动对消目标信号时,基于滤波原理,对空时窗的权系数进行优化,这样有利于在对消目标的同时保留更多杂波信息,进而求解的自适应权值对杂波的抑制性能更佳．仿真结果表明了改进算法的有效性,相比原始直接数据域算法,具有更窄的改善因子凹口,提高了对慢速目标的检测性能,且计算量没有增加．     

基于MODIS数据的甘肃主要水库水体面积变化特征

掌握甘肃主要水库的水体面积变化规律,对"甘肃省国家生态安全屏障综合试验区"建设具有重要参考意义。基于2000—2014年MODIS的8 d合成地表反射率产品MOD09资料,利用WI1水体指数,对甘肃四大水库双塔、昌马、红崖山和刘家峡的水体面积进行监测,并与兰州区域气候中心实时接收的卫星资料目视解译结果进行对比、建立相关关系,进而对上述水库水体面积变化状况进行研究。结果表明:甘肃四大水库8 d合成产品MOD09反演的水体与卫星实时资料目视解译结果均具有很好的相关性,且变化趋势较一致,MOD09产品反演结果能够反映水体实时变化状况,可用于水库水体面积的变化特征研究。近10 a多,甘肃四大水库水体面积表现出春季或秋季较大、夏季最小的年内分布特征,各水库水体面积的年际变化趋势较复杂,疏勒河上的昌马和双塔水库春、夏、秋三季水体面积的年际变化趋势不明显,而红崖山和刘家峡水库水体面积均呈波动增加趋势,这对甘肃中西部农业灌溉极为有利。