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《湖南师范大学》 2016年
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基于多指数的长沙市热岛效应变化研究

肖凡  
【摘要】:本次研究利用GIS和RS技术手段,以长沙市中心城区及周边长沙县为研究区域,以Landsat TM/ETM+影像为数据源,利用ENVI和Arcgis软件进行地表温度反演和遥感指数计算,利用SPSS软件进行统计分析,并对遥感指数与城市热岛效应变化关系进行分析研究。通过本次研究不仅全面分析了影响长沙市城市热岛效应的指数因素,也可为长沙市两型社会建设、城市规划等提供参考。本文主要研究内容包括:(1)以2003年遥感数据为对象,利用4种单通道算法进行地表温度反演,经过对比分析选取最优方法对本文不同时段遥感影像进行地表温度反演。(2)详细介绍覃志豪单窗算法反演地表温度的经过,并将结果与实际测量温度值进行对比。对地表温度进行等级划分,并对比分析三年研究区内地表温度的变化。(3)利用ENVI软件计算NDVI(归一化植被指数)、NDBI(归一化建筑指数)、MNDWI(改进型归一化水体指数)、NDISI(归一化差值不透水面指数),并对其变化进行分析研究。(4)对地表温度与遥感指数进行相关性分析,讨论遥感指数变化与地表温度变化之间的关系。建立综合指数,分析城市热岛区域变化。通过地表温度反演方法对比发现覃志豪单窗算法反演精度高、参数敏感性强,可作为本文研究方法。反演结果发现1991年、2003年、2015年三年地表温度分布格局差异较大。通过对地表温度等级进行划分,高温区等级以上分布面积分别为457.2126km2、506.2815km2、 457.2126km2,所占比例分别为11.83%、13.08%和12.50%。从空间格局分布上看,1991年城市热岛区域分布除湘江附近城区外相对零散,而2015年主要集中于长沙市市辖区以及长沙县星沙镇、黄花机场、望城区高塘岭镇等。通过对研究区内遥感指数计算并研究其与地表温度之间的关系发现水域对于长沙市市辖区有很好的降温作用,但是随着城市区域范围扩大逐渐减弱。市辖区内部植被降温作用不明显,随着城区的扩大,植被的降温作用越来越强。而建筑用地和不透水面一直是地表温度增强的主要因子。四项指数与地表温度变化相关性从高到低依次是NDISI、NDBI、MNDWI、NDVI。综合指数的建立能精确的区分热岛与非热岛区域分布,结果发现近25年研究区内城市热岛面积增加440.6382km2,增长率135.81%。
【学位授予单位】:湖南师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P407;X16

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