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《华中科技大学》 2005年
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基于遥感的热岛效应研究

宋巍巍  
【摘要】:热岛效应(HIE)是城市气温高于四周郊区的温差现象,对环境生态系统和人类生产活动产生已造成重大影响。近年来以3s为代表的空间信息技术迅速发展,由于卫星遥感技术可全天候获取详细地表信息,具有其它方法所不可比拟的优点,因此应用卫星遥感技术研究热岛已成为环境科学的一个新热点。本论文是以广水地区及武汉市为案例进行基于卫星遥感的热岛效应的应用研究。 案例一采用美国陆地卫星7号(Landsat-7)2002年7月9日接收并经过处理的ETM+数据产品,经ERDAS IMAGINE软件将各波段数据转化为可供使用的IMG文件; 根据植被指数(NDVI)与地表辐射温度反演原理(Temperature-Derive method),建立归一化植被指数空间图像模型(NDVI Spatial model )、辐射温度空间图像模型(Radiant Temperature Spatial model),生成归一化植被指数图与辐射温度图,并采用拟合法(Fitting Method)研究了广水地区归一化植被指数与辐射温度之间的相关性,定量分析了广水地区的热岛效应。 结果表明,广水地区地表辐射温度与植被指数之间具有很好的反比例的线性相关性; 此基础上进一步采用国内最前沿的研究方法——景观热力学方法(Thermal Landscape),分析广水地区的热岛效应现状与格局结果说明,广水地区热力景观特征是以凉爽的绿地为模地,广水城区热岛效应虽然明显,但是其优势度(Dominance index)较小,对整个地区的热力学景观影响较弱。本研究证实了植被指数与辐射温度之间的线性反比相关性,该结论及热力景观的研究结果为缓解区域热岛效应的对策研究提供了理论依据。 案例二在定性分析上世纪80年代武汉市热岛效应的基础上,进一步与2000年武汉市热岛效应进行了对比研究; 初步得出,武汉市人口、建筑密度、能耗的快速增长以及森林和水域的急剧减少是武汉市热岛效应加剧的主要原因。研究结果为武汉市热岛效应的深入定量分析和缓解对策研究提供了支持。 本研究提出了一种基于遥感的表达热岛效应的新方法——辐射温度3D显示法,并以广水地区为例进行了初步应用。该法使热岛效应的表达更为直观,明了。
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