湿热地区城市热环境低空红外遥感实验研究

【摘要】： 地表温度是研究城市室外热环境的有效指标之一,应用低空红外遥感系统获取城市室外地表温度,对城市微尺度室外热环境的研究具有重要意义。本文以实验研究为主要技术手段,重点研究了低空红外遥感系统获取城市室外地表温度的可行性,并对获得的低空红外遥感影像进行定标与分析。文章主要开展了以下工作: (1)对无人飞艇搭载红外热像仪和普通数码相机构成低空红外遥感系统用于城市室外热环境研究的可行性进行实验研究。经实验测试,系统在设定航高250m,平均航速9m/s作业时,航线侧偏距最大为40m,航线平均侧偏距4.7m,实际飞行航高相对于预设航高最大变化为10m,相对于预设航线高度上方的平均航高变化为5.1m。 (2)对水面、页岩砖地面、混凝土地面、白色地砖、沥青路面表面温度进行连续观测。实测结果表明:各测点地表温度平均值分别为,水面30℃,页岩砖地面43.5℃,混凝土地面47℃,白色地砖地面38.5℃,沥青地面49.5℃。各测点表面温度平均波动均小于1℃,其中水面的平均温度波动小于0.5℃。 (3)在测区内开展了与地面观测同步的低空遥感实验,得出的实验结果如下:完成10条航线的飞行任务,获取了测区红外遥感影像370张,可见光遥感影像390张,飞行过程中实际飞行航高相对于预设航高最大变化为145m,相对于预设航线高度上方的平均航高变化为49.7m,航线在侧方向的最大偏距达到64m,航线平均侧偏距为10.1m。 (4)对获取的测区红外遥感影像进行了几何纠正和拼接处理,获得了测区整体红外遥感影像,影像的空间分辨率为0.6 mrad,温度信息保存完好;通过开展与遥感平台对应的地面靶标点同步观测,对低空遥感图像进行定标处理。 (5)利用定标后的低空红外遥感影像,对测区地表热场平面分布特征、测区地表典型地物温度分布特征和测区热场的剖面温度分布特征进行了分析,分析结果表明:硬质不透水下垫面对城市热环境有明显的增温作用,绿地、水面等表面对城市热环境有明显的降温作用。 本论文通过对低空红外遥感系统应用于城市微尺度室外热环境研究的介绍,为今后湿热地区城市多尺度室外热环境的深入研究提供了参考。