濱海城市化地區(qū)熱島效應(yīng)的遙感分析研究——以青島地區(qū)為例.pdf

1、城市熱島效應(yīng)是城市化過程中產(chǎn)生的最顯著的氣象異?，F(xiàn)象之一，隨著城市化的發(fā)展，城市熱島效應(yīng)的現(xiàn)象也越來越嚴重，應(yīng)用遙感技術(shù)對其進行分析研究是當前熱島效應(yīng)研究的趨勢和熱點。沿海地區(qū)是中國城市化水平最高地區(qū)，在過去的30年間，城市面積急劇擴展，產(chǎn)生的城市環(huán)境問題要高于內(nèi)陸地區(qū)。但是，由于沿海城市優(yōu)越的氣候環(huán)境，對城市熱島效應(yīng)的關(guān)注度遠未有內(nèi)陸地區(qū)的強烈。因此，本研究以典型沿海城市青島地區(qū)作為城市地面熱場環(huán)境演變的研究對象，為城市規(guī)劃與環(huán)境管理

2、提供一定的決策支持，對沿海地區(qū)熱島效應(yīng)的研究具有示范作用和借鑒作用。
　　研究首先利用Landsat TM/ETM+數(shù)據(jù)進行青島地區(qū)地表溫度的反演,采用大氣校正法、單窗算法、單通道算法分別進行地表溫度的反演，并將反演結(jié)果與亮溫相比較，得出三種算法反演出的結(jié)果總體趨勢比較接近，其中單窗算法對本研究來說比較適合。鑒于地表溫度反演過程的復雜性，為了方便以后的地表溫度反演工作，本研究利用ENVI/IDL和ArcGIS Engine開發(fā)一套

3、包括遙感圖像預處理模塊的地表溫度反演系統(tǒng)軟件。
　　分別采用1990年、2000年、2010年三個時相的TM/ETM+數(shù)據(jù)反演出青島地區(qū)的地表溫度。從空間分布上來看，三個時相的高溫區(qū)都主要分布在城鎮(zhèn)用地較為集中的地區(qū)，并且從1990-2010年是呈逐年擴大趨勢的。另外，本研究還比較了不同季節(jié)的城市熱環(huán)境狀況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)青島地區(qū)的熱島效應(yīng)在夏季比較明顯。
　　為了分析青島地區(qū)城市熱島效應(yīng)的驅(qū)動機制，本文從下墊面、土地利用/覆蓋變

4、化（LUCC）、社會經(jīng)濟三個方面進行闡述，最后通過空間主成分分析法揭示其主要成分。下墊面包括海拔高程、坡度、植被覆蓋度、不透水表面組分、離海岸線距離等因子，分別將上述因子與地表溫度做相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了離海岸線距離外都與地表溫度存在著顯著的線性關(guān)系。對于LUCC與城市熱島效應(yīng)關(guān)系的研究分別從不同土地利用類型熱效應(yīng)、城區(qū)擴展對城市熱島效應(yīng)的影響、土地利用程度與熱島效應(yīng)的關(guān)系等方面進行分析。分析揭示了未利用土地和城鄉(xiāng)、工礦、居民用地等類

5、型的地表溫度最高；耕地和城鄉(xiāng)、工礦、居民用地等類型的熱效應(yīng)貢獻度最高；從2000年到2010年城市擴展方向與熱島擴展方向一致，城市擴展是這期間熱島效應(yīng)形成的主要原因；2010年土地利用程度綜合指數(shù)與地表溫度之間呈正相關(guān)關(guān)系。對于社會經(jīng)濟因素方面對城市熱島效應(yīng)的研究，采用的是穩(wěn)定燈光值作為分析指標與地表溫度之間做相關(guān)性分析，結(jié)果表明兩者之間的相關(guān)性十分明顯且呈正相關(guān)性。最后采用空間主成分分析方法提取出影響城市熱島效應(yīng)的主成分因子，其中19