城市下墊面熱特性與城市熱島關(guān)系研究.pdf

1、本文以ASTER和TM數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源，基于遙感和GIS空間分析技術(shù)，研究北京市舊城區(qū)的城市熱島效應(yīng)。首先采用迭代自一致的分裂窗算法反演ASTER數(shù)據(jù)地表溫度，用普適性單通道算法反演TM數(shù)據(jù)地表溫度，然后用相對(duì)地表溫度計(jì)算熱島強(qiáng)度，相對(duì)地表溫度是該點(diǎn)地表溫度減去郊區(qū)平均地表溫度與郊區(qū)平均地表溫度之比，即△T/Ta，以它作為描述該點(diǎn)熱島強(qiáng)度的一個(gè)指標(biāo)。在得到熱島強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，研究了北京市舊城區(qū)的時(shí)空演變、城市熱島隨季節(jié)的變化以及夜間的熱島

2、效應(yīng)：并通過(guò)建立緩沖區(qū)，分析了三種主要廊道結(jié)構(gòu)(道路、綠地、水體)對(duì)熱島效應(yīng)的影響；通過(guò)地物的熱慣量這一表征下墊面熱特性的物理參數(shù)，研究了各種下墊面類(lèi)型與熱島強(qiáng)度的關(guān)系，其中，下墊面類(lèi)型是以ASTER數(shù)據(jù)可見(jiàn)光、近紅外波段進(jìn)行圖像分類(lèi)得以提取，然后通過(guò)熱慣量遙感信息模型獲得表觀熱慣量，進(jìn)而對(duì)各下墊面類(lèi)型的熱慣量與城市熱島的關(guān)系進(jìn)行了分析，并建立了二者的回歸模型。通過(guò)研究，本文的主要結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)有以下幾個(gè)方面： 1．北京市舊城區(qū)熱

3、島效應(yīng)明顯，熱島強(qiáng)度有逐年增強(qiáng)的趨勢(shì)；隨著季節(jié)的變化，城市熱島也會(huì)發(fā)生改變；在夜間，無(wú)論是冬季還是秋季，城區(qū)的溫度都會(huì)明顯高于郊區(qū)，呈現(xiàn)顯著的城市熱島效應(yīng)。 2．三種廊道結(jié)構(gòu)對(duì)城市熱島效應(yīng)的研究表明，廊道結(jié)構(gòu)中水體對(duì)城市熱場(chǎng)的影響作用非常明顯，其次為綠地系統(tǒng)，再次是道路系統(tǒng)，且無(wú)論何種類(lèi)型的廊道結(jié)構(gòu)，對(duì)城市熱場(chǎng)的影響都存在一個(gè)影響范圍，一般不超過(guò)300m。 3．采用決策樹(shù)、監(jiān)督和非監(jiān)督分類(lèi)相結(jié)合的方法進(jìn)行圖像分類(lèi)，得到的

4、各主要下墊面為水體、林地、草地、道路和建筑物等，對(duì)其熱慣量進(jìn)行對(duì)比分析，表明水體、植被的熱慣量要大于道路、建筑等的熱慣量。下墊面的熱慣量與城市熱島強(qiáng)度的相關(guān)性是通過(guò)其相關(guān)系數(shù)來(lái)表征的，研究表明各下墊面類(lèi)型熱慣量與熱島強(qiáng)度都存在負(fù)相關(guān)的關(guān)系，不同時(shí)間、不同下墊面的相關(guān)程度不同，2004年1月27日最高的負(fù)相關(guān)是林地(-0.3970)，稍高的是道路(-0.3549)和水體(-0.3140)，然后是建筑物(-0.2941)，最低的負(fù)相關(guān)是草地