利用HJ-1B星热红外遥感图像研究城市热岛效应
利用HJ-1B星热红外遥感图像研究城市热岛效应
Ｈ Ｎ Ｑｊ Ｆ ｉ ｙｎ Ｐ Ｎ Ｚ ｉｉｎ Ｙ Ｎ ｅ ＷＮ ＧＡｃｕ Ａ ｉｎ Ｕ Ｑａ ａ Ａ ｈｑａｇ Ａ ＧＬ ｉ ｉ ｏ Ａ ｉｈｎ
（ ｈｎ ｅ ｔ ｒ ｅｏ ｒｅ ａｅ ｉ ａ Ｃ ｉａＣ ｎｅ ｆ ｓｕｃｓ ｔｌｅＤ ｔ Ａ ｐｉ ｔ ｎ Ｂ ｉｎ ０ ０ ４ Ｃ ｉａ ｒｏ Ｒ Ｓ ｌｔ ｅ＆ ｐ ｌ ａｉ ， ｅ ｉｇ１０ ９ ， ｈｎ ） ｃ ｏ ｊ
（ 中国资源卫星应用 中心 ， 北京 １０ ９ ） ０ ０４
摘 要 文章针对中国 Ｈ 一 Ｂ “ Ｊ１ （ 环境一号” ） Ｂ 星热红外数据特点 ， 以现有单通道地表温度反演算法为 基础 ， 开展 Ｈ 一 Ｂ星 热 红外数 据 的地 表 温度 反 演算 法研 究 ， 利 用 Ｈ — Ｂ星热 红 外遥 感 温度 图像 研 究 北 京 Ｊ１ 并 Ｊｌ 热岛效应 ， 对北京城 区热岛在空间上的分布及其可能的成 因作 了相应分析 。 结果表 明： 随着城市化的发展 ， 北
ｔｅｍ ｌｉ ｒｒｄ ｄ ｔ ｃ ａａｔｒ ｔ ｓ ａ ｄ ｆｒ ｅ ｎ ｌ ｅ ｅ ｉｇ ｈ ａ ｓ ｎ ｉ ｔｅ ｂ ｓ ｆｌｎ Ｕ￣ｃ ｈ ｒ ａ ｎ ａｅ ａ ｈｒｃ ｉｉ ． ｎ ｕｔ ｒ ａ ａｙ ｓ Ｂ ｉｎ ｅｔｉ ａ ｄ Ｏ ｈ ａｉ ｏ ａ ｄ ＳＩ ｅ ｆ ａ ｅ ｓｃ ｈ ｚ ｊ ｌ ｌ ｓ ａ
Ｄ Ｉ １ ．９ ９ｊｓｎ１ ０ — ５ ８２ １ ．１ １ Ｏ ：０３ ６ ／ｉ ．０ ９ ８ １ ． ２Ｏ ． ０ ．ｓ ０ ０
文章编 号 ：０９ ８ １（０２ ０— ０ ７ ０ １０ — ５８ ２ １ ）１０ ６— ８
Ｓ ｕ ｙｏ ｂ ｎ Ｈｅ ｔＩｌｎ ｆｅ ｔｗｉ － Ｂ ｅ ｍ ａ ｎ ｒ ｒ ｄ ｔ ｄ ｎ Ｕｒ ａ ａ ｓａ ｄ Ｅｆ ｃ ｔ ＨＪ １ Ｔｈ ｒ ｌＩ ｆａ ｅ ｈ
热岛效应影响因子综述解读
基于HJ-1B数据的重庆市热岛效应研究摘要：本文主要概括性描述了部分热岛效应的影响因子：土地利用类型、冬季采暖、逆温现象、人口。
并且对热岛效应的日变化规律，季节变化规律，及其对城市气温的周期性影响做了简单说明。
关键词：HJ-1B、重庆市、热岛效应1 引言在全球变暖的背景下,强烈的人类活动和快速的城市化,对城市气候产生了深远的影响,这种影响最突出的表现形式是出现了城市热岛效应[1]。
随着城市化的发展，城市规模不断扩大，城市气温增加明显，城市热岛现象也越来越突出［39～41］。
至今为止，城市气候研究已经有近200年的历史，Lake Howard于1818年出版的《伦敦气候》[2]一书，是世界上公认的第一本关于城市气候的著作。
随着社会经济的高速发展，工业化水平的提高和城市化进程的加剧，城市规模迅速膨胀，城市人口急剧增长，城市建筑物越来越密集，以及机动交通工具的成倍增长，这些变化显著地改变着整个城市的生态环境，以热岛效应为代表的热环境变化越来越明显。
特别是在夏季，热岛效应的出现将加重高温酷热天气的危害，严重地影响到人们的正常生活和工作[3],即使在少于1万人的小城镇中，亦能在长时间温度记录中探测到城市热岛效应的存在[19]。
HJ- 1B卫星是我国自行研制的两颗环境与灾害监测预报小卫星( H J- 1B,H J- 1A) 星座的重要组成之一, 于2008 年9月6 日上午11点25分成功发射。
其中, H J-1B卫星有效载荷为两台宽覆盖多光谱可见光相机(CCD)和一台红外相机(IRS)。
与Landsat5 TM 传感器相似,H J- 1B的IRS只有一个热红外通道,其光谱范围(10.4~12.5μm)亦与TM6非常接近。
相比Landsat5 TM,HJ- 1B具有重访周期短(2d),幅宽大(720km)等优势,因此,在环境灾害监测及其他领域将有更广泛的应用。
2 国内外研究进展2.1国外研究进展Weng利用TM 数据研究了地表温度与植被覆盖度之间的关系, 发现植被覆盖度比NDV I能更好地反映决定地表温度的地表热学和湿度特性[24]。
遥感图像处理技术在城市热岛效应研究中的应用案例
遥感图像处理技术在城市热岛效应研究中的应用案例近年来，全球城市化进程加快，城市面积不断扩大，人口持续增长。
然而，随着城市化的不断推进，一个不容忽视的问题开始浮现：城市热岛效应。
在城市热岛效应中，城市地区的气温更高，相比周边乡村地区，这给城市居民的生活带来了一系列不适。
为了更好地理解和应对城市热岛效应，遥感图像处理技术被广泛应用于该领域的研究。
遥感技术可以通过获取大范围地表温度数据反映城市的热岛效应。
通过卫星遥感数据获取城市表面温度信息，可以提供有关城市及其周边地区的热景观图像。
这些图像可以帮助研究人员对城市热岛效应的形成机制进行深入分析。
首先，遥感图像处理技术可以帮助确定城市表面温度的空间分布特征。
研究人员可以利用遥感图像处理技术对卫星数据进行分析，计算得到城市中不同地区的表面温度。
通过比较城市中心区域和周边地区的温度分布情况，可以评估城市热岛效应的强度和范围。
通过这种方式，研究人员可以更好地了解城市各个部分对热岛效应的贡献程度。
其次，遥感图像处理技术可以帮助研究人员分析城市热岛效应的季节和时间变化。
利用遥感图像处理技术，可以获取大量城市表面温度数据，并进行长时间序列分析。
通过对这些数据的分析，研究人员可以揭示城市热岛效应在不同季节和时间尺度上的变化规律。
例如，他们可能会发现城市热岛效应在夏季比冬季更加明显，或者在白天比夜晚更加强烈。
这些分析结果有助于我们对城市热岛效应的动态变化有更深入的理解。
另外，遥感图像处理技术还可以与其他数据融合，进一步探索城市热岛效应的影响因素。
通过将遥感图像处理技术与地理信息系统（GIS）数据和人口统计数据等其他数据进行融合分析，可以更准确地评估城市热岛效应与城市空间规划、建筑类型和人口密度等因素的关联性。
这样一来，我们可以更好地理解城市热岛效应的形成机制，并提出有效的应对策略。
除了以上的应用案例，遥感图像处理技术还可以在城市热岛效应研究中发挥更多的作用。
例如，可以利用高分辨率遥感图像，对城市建筑物和植被类型进行分类，进一步探究它们与城市热岛效应之间的关系。
基于环境减灾小卫星(HJ-1B)的地表温度单窗反演研究
的误 差 。
反 演该 参数 ， 而评价其探测地表温度 的精度 。 从
环境减灾 星 只 有一 个 适 合 的热 红 外 波段 （ ０ ５ ２ ５ １． ～１ ． ｍ） ，故采用单窗算法 。国 内外利用 单窗算 法反演 地表温 度
拟 ｒ地表温度的反演 ， 在卫 星的定标 参数发 布后 ，目前急 需 结 合地 面观测数 据或者其他卫 星数 据交叉标定 ，定量评价 该 星在环境和减灾领域中的应用 能力 。 本文 即以环境 中的关 键 参 数 地表温度为研究对 象 ，利用 环境 减灾 星 的热红 外波 段
境卫星 的低 ，但 ＭＯＤ Ｓ温度 产 品 比较成 熟 ，具有 小 于 １Ｋ Ｉ
１ 研究 区和数据
宁夏位于 中 国的西 北地 区，经 纬度 范 围 １４ １ ０ 。 ０。 ０一１ ７
的研究 已经非常成熟 ， 中较具代表性 的主要有辐射传输 方 其 程法 、 ｉ ｎｚＭｕ ｏ ＆Ｓ ｂｉｏ单窗算法 ＿ 和覃 志豪单窗 算 Ｊｍ６ｅ ｆｚ ｏ ｒ ｉ ｎ ２ ］ 法［ 。 ３ 辐射传输方程法 较复杂 ，所需参 数较 多，在 反演地 表 ］ 温度的实际 中不便应用 ， 而后两 种虽然仅 需要地 表温度 、大
２ ．北京大学遥感与地理信息系统研究所 ，北京
３ ．北京师范大学全球变化与地球 系统科学研究院 ， 北京
摘
要
地表温度是地球环境中的一个关 键参 数 ， 可探测地 表温度 的热红 外波段 在光谱谱段 中 占有 重要位
置。 针对近年来发射 的 ＨＪ１ 一Ｂ星波段特点 ， 本研究 在基于影 像的 Ｃ Ｔ模 型大气 校正基础 上 ，以宁夏为研 ＯＳ 究区 ， 采用无需大气水汽含量参数 的单 窗算法反演地表温度 ，并采 用 同步 的 ＭＯ Ｓ温度产 品对 比验证 ， ＤＩ 结 果表 明该法具有＜１Ｋ 的较高精度 。同时 ， 对该法 的关键参数地表 比辐射率进行 了敏感性分析 ，发现该法对
如何使用卫星遥感图像进行城市热岛效应分析与应对
如何使用卫星遥感图像进行城市热岛效应分析与应对随着城市化的加速发展，城市热岛效应成为一个日益严重的问题。
城市热岛效应是指城市内部温度明显高于周围农田和郊区的现象。
它涉及到城市空间结构、建筑设计和城市规划等多个方面的问题。
而卫星遥感图像作为现代科技的利器，可以提供大范围、高分辨率的地面温度信息，为城市热岛效应的分析与应对提供有力支持。
首先，卫星遥感图像的获取方式使得城市热岛效应的分析变得更加全面和便捷。
传统的城市热岛效应研究通常借助于地面气象站点来获取温度数据，但这种方式存在着空间覆盖范围有限和数据稀疏等问题。
而卫星遥感图像可以提供遥感像元的温度信息，能够实现对整个城市的全面监测。
同时，由于卫星的轨道高度较高，它可以在短时间内获取大量的数据，使得分析更加迅速高效。
其次，卫星遥感图像可以使用不同的波段进行多尺度和多维度的城市热岛效应分析。
卫星遥感图像通常包括可见光、红外波段等多个波段的图像。
可见光波段能够提供物体表面温度的直接信息，而红外波段则可以反映物体的热辐射情况。
通过结合不同波段的图像，可以更准确地估算城市表面的温度分布，并进一步分析城市热岛效应的形成机制和影响因素。
此外，卫星遥感图像还能够帮助研究人员进行城市热岛效应的动态监测和趋势预测。
通过对不同时间点的卫星遥感图像进行比较和分析，可以了解城市热岛效应在不同季节、不同气象条件下的变化情况，并从中探索热岛效应的演化规律。
同时，通过建立城市热岛效应模型，结合卫星遥感数据和气象数据，可以预测城市热岛效应的未来趋势，为城市规划和气候调控提供科学依据。
基于卫星遥感图像的城市热岛效应分析，还可以为城市热岛效应的应对提供可行的解决方案。
首先，通过比较不同地区的热岛效应强度，可以发现城市规模、建筑密度等因素对热岛效应的影响，从而制定合理的城市规划和土地利用政策，优化城市结构。
其次，通过分析城市表面温度的空间分布，可以发现城市中的“热岛岛”，即温度较高的区域，可以采取相应措施，如增加绿化植被覆盖、改善建筑热环境等，以降低局部热岛效应。
热红外遥感数据在环境监测中的应用
热红外遥感数据在环境监测中的应用近年来，随着人们环境保护意识的提高，环境监测成为一个非常重要的问题。
环境监测旨在了解和评估地球上的环境质量，以便采取必要的措施保护我们的生态系统。
而热红外遥感技术则成为环境监测中一个重要的工具，通过分析热红外遥感数据，我们能够更加全面地了解环境的状况，并做出相应的决策。
热红外遥感是一种利用物体辐射的热能来获取物体温度和其他相关信息的遥感技术。
它通过接收物体发射的红外辐射来获取物体的热能信息，然后将其转化为数字图像，通过图像处理和分析，可以提取出环境中的一些重要参数。
这些参数包括地表温度、植被生物量、城市热岛效应等，对于环境监测和评估至关重要。
首先，热红外遥感技术在城市热岛效应的研究中发挥了重要作用。
城市热岛效应是指城市区域相对于周围农田和郊区地区温度更高的现象。
这是由于城市接受的短波辐射和热能的过量积累所致。
通过使用热红外遥感技术，我们能够获取城市区域的地表温度数据，并进行分析。
根据这些数据，我们可以了解城市热岛效应的分布和强度，从而采取相应的措施来降低城市的温度。
例如，我们可以调整城市的建设布局，增加绿化覆盖率，以减少城市的热岛效应。
其次，热红外遥感技术在农田监测中也发挥重要作用。
农田是我们粮食生产的重要基地，为了保证农作物的健康生长和高产，农田的监测是必不可少的。
通过使用热红外遥感技术，我们可以获取农田的地表温度数据，并对其进行分析。
根据地表温度的变化，我们可以判断农田的水分状况和植被生长状况。
如果农田的地表温度较高，可能意味着水分不足或植被受到病虫害的威胁。
基于这些信息，我们可以及时采取相应的措施，保护农田的健康和高产。
此外，热红外遥感技术还能用于湿地的监测和保护。
湿地是生态系统中最为重要和脆弱的环境之一，对于维护水文循环、保护生物多样性和减缓气候变化等方面具有重要作用。
然而，由于湿地通常处于地形复杂的区域，传统的监测方法往往受到限制。
通过利用热红外遥感技术，我们可以获取湿地的地表温度数据，并结合其他地理信息，如植被指数、土壤湿度等，对湿地进行综合分析。
热岛效应的遥感监测技术研究与分析
热岛效应的遥感监测技术研究与分析一、引言热岛效应是指城市地区比周围乡村或森林等地区温度更高的现象，因为城市的建筑、车辆和其他市内活动释放了大量的热量，同时城市地面的材料吸收了更多的太阳辐射能量。
如何对热岛效应开展监测和分析，成为了城市规划和生态环境保护的重要课题之一。
在这方面，遥感技术的应用得到了越来越广泛的应用，本文将从遥感技术的角度分析热岛效应的监测和分析方法。
二、热岛效应的检测方法热岛效应的检测方法通常分为两种，其中一种是基于地面监测数据的传统方法，比如使用温度计、辐射计等设备测量地表温度，建立温度场图，从而得到热岛效应的分布情况。
但是这种方法只能获取有限的信息，并且花费的时间和人力成本较高。
另一种方法是基于遥感技术的监测方法，这种方法可以通过遥感卫星在全球范围内实时获取大面积的温度、反射率等地表信息，并且可以实现不同时间尺度、空间尺度和精度的观测。
遥感技术的使用能够大大降低采集数据的成本，同时也能够提高数据的精度和范围。
三、遥感数据在热岛效应监测中的应用遥感数据的获取途径主要有两种：一种是卫星遥感数据，另一种是机载和无人机遥感数据。
卫星遥感数据是全球性的、周期性的，可以在不同时间和地方获取地表温度、反射率、植被覆盖度等信息，而机载和无人机遥感数据则具有更高的空间分辨率和时间分辨率，可以获取更为详细的地面信息。
在热岛效应监测方面，卫星遥感可以获取不同时间段的地表温度信息，从而可以观察热岛现象的季节性变化以及城市尺度上的温度差异。
研究表明，城市的温度峰值和温度变化程度与城市不同的地表类型有着密切的关系，通过遥感方法可以清晰地察觉这些温度的变化规律，并可以在城市之间进行对比研究以及进行空间分析。
此外，机载和无人机遥感数据还可以精细化地获取城市内部不同地貌、建筑物、绿化等区域的地表温度差异，实现对于城市内部微尺度温度变化的监测和分析。
四、遥感监测在城市热环境规划中的应用热岛效应的发生不仅仅是由于城市内部的人类活动，也与城市的规划、设计等因素紧密相关。
如何利用卫星遥感测绘数据进行城市热岛建模
如何利用卫星遥感测绘数据进行城市热岛建模随着全球城市化进程的加速，城市的热岛效应对人们的生活和环境产生了越来越大的影响。
热岛效应指的是城市相对于周围农田或郊区在温度上升的现象，这是由于城市建筑物、道路和人口的集中导致的。
热岛效应对城市空气质量、能源消耗和人们的健康都带来了负面影响。
因此，了解城市热岛效应的形成机制和空间分布对城市规划和管理至关重要。
卫星遥感成为了获取城市热岛效应的重要数据源之一。
通过使用卫星遥感仪器记录的地表温度数据，研究人员可以在全球范围内对城市的热岛效应进行研究和分析。
而进行城市热岛建模则是在此基础上，通过数学和统计模型来模拟和预测城市热岛效应的时空分布。
首先，利用卫星遥感测绘数据进行城市热岛建模的第一步是获取高质量的地表温度数据。
卫星遥感仪器可以通过红外辐射测量地表温度，并将这些数据记录在图像中。
然而，由于卫星对地表温度的测量是通过红外传感器来实现的，所以在地表上有人工物体（如建筑物和道路）的城市地区容易产生高温的干扰。
因此，在获取地表温度数据时，需要对这些干扰因素进行校正，以确保数据的准确性。
同时，还需要考虑到卫星轨道和观测周期对地表温度的影响，以克服数据不连续性带来的挑战。
其次，利用卫星遥感测绘数据进行城市热岛建模的第二步是选择适当的模型和方法来分析数据。
常见的城市热岛建模方法包括统计回归、机器学习和地理加权回归等。
统计回归方法通过分析地表温度和其他环境因素之间的关系，来揭示城市热岛效应的成因和空间分布规律。
机器学习方法则通过训练算法来预测城市热岛效应的发展趋势和未来变化。
而地理加权回归方法则结合了地理空间信息和统计回归分析的优势，能够更准确地描述城市热岛效应的时空变化。
选择适当的模型和方法可以更好地揭示城市热岛效应的细节和复杂性。
最后，利用卫星遥感测绘数据进行城市热岛建模的第三步是解释和应用模型结果。
通过对模型结果的解释和分析，研究人员可以更好地理解城市热岛效应的形成机制和空间分布规律。
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利用HJ-1B星热红外遥感图像研究城市热岛效应
随着城市化进程的加速，城市热岛效应成为日益引起人们关注的热点问题之一。
城市热岛效应通常表现为城市区域高于周围农村地区的温度，与此相关的环境问题也伴随而来。
因此，研究城市热岛效应对城市规划及环境保护具有重要的实际意义。
热红外遥感技术通过红外辐射测量被观测物体的表面温度来推断地表及其覆盖物的热状态，因此被广泛应用于城市热岛效应的研究中。
我国的HJ系列卫星拥有优越的热红外遥感能力，
其中HJ-1B星通过搭载的三光谱扫描成像仪（IRS）可获得高
分辨率的热红外遥感图像，为研究城市热岛效应提供了重要的数据来源。
本文选取了2017年7月上海市的HJ-1B星热红外遥感图像为
研究样本，深入分析了城市热岛的地域分布规律以及与城市发展密切相关的空间特征。
首先，本文利用地理信息系统（GIS）软件将热红外遥感图像进行图像处理和分类，确定了上海市中心城区、郊区、农村以及水域等典型地物类型，并进一步计算出了每类地物的表面温度和温度统计特征。
其次，通过计算每类地物表面温度的平均值、标准差和梯度等统计参数，建立了城市热岛效应的空间分布模型，并探究了城市热岛效应和城市化进程、气候因素等因素之间的关系。
本文的实验结果表明，上海市中心城区表现出更为明显的热岛效应，平均表面温度高于周围农村区域约1-2摄氏度，且温度
梯度较大。
此外，本文还发现城市规划的不合理性和城市化进程加剧了城市热岛效应的形成和蔓延。
最后，针对上海市的实
际情况，本文提出了相应的环境保护建议，包括加强对城市绿化和水资源保护的重视，优化城市规划设计，减少建筑热损失等。
总之，利用HJ-1B星热红外遥感图像能够有效地研究城市热
岛效应，探讨城市化进程和环境问题之间的相互影响。
通过本文的研究，为城市规划及环境保护提出了一些有益的建议。
除了以上所述的研究，利用HJ-1B星热红外遥感图像还可以深
入探讨城市热岛效应和城市内部的人口和经济活动之间的关系。
通过分析不同人口密度和经济活动集中度的区域，可以进一步探究城市热岛效应的形成机制和影响因素。
此外，热红外遥感技术还可以检测城市中各种类别污染物的扩散情况，研究空气质量和城市健康的关系，具有广泛的应用前景。
然而，在使用HJ-1B星热红外遥感图像研究城市热岛效应时，也需要注意一些技术问题。
例如，卫星图像的时间分辨率限制了热红外遥感图像获得的数据时常，对于城市热岛效应的季节性和日间变化的研究需要更多的数据和技术支持。
同时，卫星图像的空间分辨率也需要进一步提高，以更准确地反映出城市中各个区域的空间特征。
总之，利用HJ-1B星热红外遥感图像研究城市热岛效应具有
重要的实际应用价值。
城市化进程所带来的城市热岛效应影响着城市环境、气候和健康状况，因此，大力推进城市可持续发展、探索环保新技术、加强空气质量管理等措施对于缓解城市热岛效应，减轻其不良影响具有不可忽视的重要性。
此外，随着卫星遥感技术的不断发展，近年来已经有不少研究利用高分
辨率卫星遥感图像对城市热岛效应进行了更加深入细致的研究。
例如，美国洛杉矶市的一项研究发现，城市中心的高楼大厦对城市热岛效应的贡献最大，其次是道路、停车场等露天场所，而绿地、公园等环境改善措施则可以有效地缓解热岛效应。
同样，中国科学院华南植物园的一项研究发现，广州市不同类型植被覆盖度和建筑物密度对城市热岛效应的影响程度存在显著差异。
这些结果有利于进一步深入理解城市热岛效应的形成机理，为城市可持续发展提供科学依据和技术支持。
值得注意的是，城市热岛效应的研究不仅涉及到自然科学领域，还涉及到社会、经济、政治等多个领域的问题。
例如，城市规划和建设、交通运输、工业污染、市民日常生活方式等均会对城市热岛效应产生重要影响。
因此，有必要在跨学科的视角下进行城市热岛效应的研究，以全面、系统地分析城市热岛效应的形成机制和影响因素，在推进城市低碳化、节能减排、资源利用效率提高等方面积极探索创新解决方案。
综上所述，利用HJ-1B星热红外遥感图像研究城市热岛效应
具有广泛的应用前景和科学价值。
在未来，我们需要进一步完善遥感技术和数据分析方法，提高图像分辨率和数据时空分辨率，以探究城市热岛效应的更多细节，为城市可持续发展提供更科学、准确的技术支持和管理决策。
本文介绍了HJ-1B星
热红外遥感图像在城市热岛效应研究中的应用。
城市热岛效应是城市地区人类活动所导致的温度升高现象，影响城市环境和人民生活质量。
卫星遥感技术已成为研究城市热岛效应的重要手段，通过遥感图像可以分析城市不同区域的温度分布，寻找热岛效应的成因和缓解措施。
本文介绍了在中国和海外的城市
热岛效应研究成果，并强调了跨学科的研究必要性。
最后，指出了未来的热红外遥感技术的发展方向：提高遥感图像分辨率和数据时空分辨率，进一步探究城市热岛效应的更多细节。
本文对城市热岛效应的研究具有启示意义，对城市可持续发展提供了科学依据和技术支持。