基于Landsat遙感影像的杭州城市人為熱定量估算研究.pdf

1、工業(yè)革命以來，城市作為人類活動最頻繁的地域空間，一直是物質、能量、信息交換最活躍的場所。城市人為熱通量(Anthropogenic Heat Flux，AHF)是指城市中由人類活動產(chǎn)生并排放到大氣中的那一部分熱量，過去由于人為熱的排放較小，在城市熱島的研究中常常忽略其影響，近年來隨著城市能源消耗的不斷增加，產(chǎn)生的人為熱量釋放是城市熱島效應加劇的重要影響因子。學界對于人為熱的研究還處在探索階段，對其進行定量研究分析具有理論和實踐兩方面的意

2、義。
　　本文在整理國內外城市人為熱研究領域相關文獻的基礎上，通過對比能源清單法和地表能量平衡法兩種計算人為的方法，發(fā)現(xiàn)基于能量平衡法的遙感估算方法在空間分布和數(shù)值上更加接近實際情況。利用1991年、2000年、2010年LandsatTM遙感影像計算了研究區(qū)的NDVI、MNDWI、地表反照率、地表比輻射率、地表溫度等地表參數(shù)，同時提取了三年的土地利用/覆蓋分類信息。結合同期氣象數(shù)據(jù)計算了多個氣象參數(shù)，包括空氣動力學阻力、地表水汽

3、擴散阻力、空氣比輻射率、大氣透射率等一系列參數(shù)。基于城市地表能量平衡方程，利用上述這些遙感參數(shù)和氣象參數(shù)分別計算出地表凈輻射、顯熱通量、潛熱通量、土壤熱通量，最終可以獲取不同年份的城市人為熱通量排放的空間分布圖像。杭州人為熱排放的最大值在1991年為83.63Wm-2，2000年為147.68Wm-2，到2010年為287.17Wm-2，利用GIS空間分析功能統(tǒng)計出歷年平均值分別為18.76Wm-2、27.5 Wm-2、125.66 W

4、m-2，得出2000-2010年間是人為熱排放增加迅速的時期。運用定量和定性相結合的方法，在分析杭州人為熱時空變化的基礎上，對人為熱和城市發(fā)展的社會經(jīng)濟、用地擴張、不透水地面變化的關系進行分析，發(fā)現(xiàn)城市人為熱通量與城市人口密度、GDP、不透水面比率呈正相關，而與城市建設用地面積無絕對關系，用地內部發(fā)生的活動變化是導致人為熱在數(shù)值上攀升的主因。通過提取城市南北向和東西向剖面線上LST曲線和AHF曲線，發(fā)現(xiàn)城市人為熱通量和地表溫度變化趨勢基