基于光譜混合分解模型的城市不透水面遙感估算方法研究——以北京城區(qū)為例.pdf

1、不透水面是城市最基本的組分之一，其覆蓋狀況隨城市發(fā)展的變化對城市局部氣候、城市水文、地表能量通量具有舉足輕重的作用，進而影響城市人居環(huán)境質量和流域健康程度。不透水面作為生態(tài)環(huán)境效應遙感監(jiān)測與評估中的一個關鍵技術指標之一，已經被用于城市水文模擬、水質面源污染、城市熱島效應以及城市專題制圖中。 本文以北京城區(qū)為研究區(qū)，以遙感技術結合實驗觀測為手段，以研究城市不透水面構成特征為基礎，以分析城市內部景觀特征的關系為突破，以探索精確提取城

2、區(qū)不透水面估算方法為目標，緊密結合城市生態(tài)狀況，進行北京城區(qū)不透水面空間格局、空間擴展及其與城市熱島內在關系的研究。 本文主要工作研究工作和結果如下： 1、通過對比分析四種混合像元分解模型的不透水面估算精度，得出對整個區(qū)域而言，Wu&Murray城市分解模型獲得的結果最優(yōu)、歸一化V-I-S模型次之，四端元SMA模型最差，且歸一化并沒有對試驗區(qū)不透水面分量精度提高有顯著改善。 2、利用Wu&Murray城市分解模型

3、，對LandSat TM影像進行信息提取和處理，對北京城區(qū)不透水面的空間格局進行分析，通過附有限制條件的線性光譜分解得到的RMS平均值為0.003428。其不透水表面分布結果與同期spot-5對比驗證，R2為0.932，均方根誤差為0.086。從北京城區(qū)不透水面分布圖中得出：04年北京試驗區(qū)內平均不透水面積百分比為41.3％，二環(huán)以內的不透水面高達70.3％，二環(huán)和三環(huán)之間的不透水面為45.3％，隨著向外輻射，不透水面比重逐漸減小，三環(huán)

4、和四環(huán)之間不透水面積百分比為33.53％.四環(huán)到五環(huán)之間為25.83％，五環(huán)到六環(huán)之間僅有21.3％。 3、利用多年、多時相的遙感數據，對北京城區(qū)的城市不透水面擴張進行研究，得到了北京城市不透水面分布總體特征和城市不透水面多年演變趨勢，揭示城市發(fā)展與景觀類型的變化對不透水面的影響。從04年到07年，北京整個研究區(qū)內不透水面從41.04％增加到46.57％，增加了5.53％。其中建成區(qū)不透水面從47.91％增加到50.19％，增加

5、了2.28％，相應同期建成區(qū)面積也增加了4.6％。 4、利用LandSat TM衛(wèi)星的熱紅外影像數據，得到北京城區(qū)城市熱島分布總體特征，對不同季節(jié)城市熱島變化進行分析。LST與城市植被覆蓋、不透水面相結合，進行了綠色空間變化、不透水面積百分比空間變化與熱島效應消長關系的研究分析.NDVI與地表溫度LST的相關系數R=-0.8069，兩者呈負相關。NDVI每上升0.1，平均地表溫度隨之降低1.495。C，不透水面百分比ISP與地表