城市热岛效应遥感监测研究
基于Ｌａｎｄｓａｔ_影像的南京市城市扩张与热岛效应响应关系研究
[５]
通过归一
化处理裸露指数 ( ＮＤＢａＩ) 和归一化植被指数、 归一
化水体指数、 归一化建筑指数研究了广东地区的城市
化和城市热岛的关系ꎬ 发现除了 ＮＤＶＩ 在负值范围内
与温度呈正相关ꎬ 正值范围内呈负相关ꎬ 其他指数与
温度之间存在一定的相关性ꎮ Ｄａｎｉｅｌａ Ａｒｎｄｓ 等
[６]
数学关系ꎮ
１ 研究方法
( λ) 以 后ꎬ 利 用 Ｌ ( λ) 可 以 计 算 出 像 元 的 亮 度 温
度:
Ｔ ６ ＝ Ｋ ２ / Ｌｎ(１ ＋ Ｋ １ / Ｌ( λ) ) － ２７３
(２)
式中ꎬ Ｔ ６ 为热红外影像的像元亮度温度ꎬ℃ ꎻ Ｋ １ 和
Ｋ ２ 均 为 常 量ꎮ Ｌａｎｄｓａｔ８ ＴＩＲＳ ( ｂａｎｄ１０ ) 的 Ｋ １ 为
期ꎬ 大量学者对于成熟时热岛的研究主 要 集 中 在 北
以目前复杂的热场是进行热遥感的困难之处ꎮ
我国利用遥感技术进行热岛效应的监测开始于 ２０
接收ꎮ 向下的热辐射在到达地表后会被地表反射回大
较慢ꎬ 最近十几年才进入了快速发展的阶段ꎮ 发展初
表本身也不是一个完全黑体ꎬ 会向外产生热辐射ꎬ 所
京、 上海、 广 州、 深 圳 这 些 城 市 化 程 度 比 较 高 的 区
度曲线此时就像是隆起的一座小岛ꎬ 因此被形象地称
确地获取温度信息ꎬ 从多角度进行城市热岛的分析ꎮ
为热岛效应ꎮ 城市热岛效应一年四季都会存在ꎬ 但是
早期遥 感 监 测 城 市 热 岛 主 要 是 利 用 ＮＯＡＡ 和
ꎮ 夏季气温相对较高ꎬ 太阳辐射较
ＡＶＨＲＲ 数据ꎬ 但 是 这 ２ 种 数 据 的 空 间 分 辨 率 较 低ꎬ
沈阳城区热岛效应遥感信息提取与分析
沈阳城区热岛效应遥感信息提取与分析摘要：城市热岛效应是城市气温高于四周郊区的温差现象，能对环境生态系统和人类活动产生重大影响。
近年来以遥感、地理信息系统和全球定位系统(3s)为代表的空间信息技术，因其具有传统方法所不可比拟的宏观性、多波段性及多时相性等优点，而被广泛应用于城市热岛的研究，并成为环境科学的一个新热点。
本文利用遥感监测技术对不同年代沈阳城区热岛的空间分布特征进行分析。
选用1989年、2002年、2006年、2007年4个年份的美国陆地卫星数据，主要利用erdas软件实现图像处理、建模、计算和分析。
研究结果表明，1989年到2007年沈阳市植被覆盖有所上升，与之相对应的地区地表温度较低。
热岛现象多分布在植被覆盖较少地区，其中沈阳市大东区、沈河区、皇姑区、和平区和铁西区均存在不同程度的热岛效应。
由此可针对不同地区提出相应的热岛效应缓解策略。
关键词：遥感技术；城市热岛效应；地表亮温；植被覆盖指数（ndvi）abstract: urban heat island effect is a temperature phenomena that city temperature is higher than surrounding suburbs temperature. it can seriously affect environmental and ecological systems and human activities. in recent years, spatial information technology represented by remote sensing, geographic information system and global positioning system(called 3s).itis widely used on the study of urban heat island and becoming a new hot spot of environmental science, because it is broader and has more multi-band and temporal nature than traditional methods. satellite images from landsat system for four dates in 1989, 2002, 2006 and 2007 were used to analyze the spatial distribution characteristics over shenyang city. the image datas were mainly processed by software of erdas imagine in this study.the results show that the vegetation cover increasing in shenyang 1989 to 2007, corresponding to the region the surface temperature is lower. heat island phenomenon scattered in the areas with less vegetation cover. dadong district, shenhe district, huanggu district, heping district and the district of west in shenyang have different degrees of heat island effect. therefore we can propose appropriate tactics to help relieve heat island effect for different regions. keywords: remote sensing technology; urban heat island effect; surface brightness temperature; ndvi中图分类号：tp7 献标识码：文章编号：2095-2104（2013）1-0020-02由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率，使得城区储存了较多的热量，并向四周和大气中幅射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应[1]。
近十年南京城市热岛演变的遥感研究
资助项 目 国家重 点基 础研究 发 展规 划项 目 （０ ０ Ｂ ２ ５５ ２ １Ｃ ４ ８ ０ ） 作 者 简 介 江志红 ， ， 女 博士 ， 教授 ， 博士生导师 ， 主要 从 事 气 候 学 研究 ．￣ｉｎ＠ ｎ ｉ ．ｄ ．ｎ ｚ ａｇ ｕｓ ｅｕ ｃ ｔ １ 南京 信息工 程大学 气 象灾 害省部共 建教 育部重点实验室 ， 南京 ，１０ ４ ２０ ４
ＤＳ资料 的 地 温 的 空 间 分 布 型 态 与 实 际 Ｉ 接 近 ；） 于 Ｍ Ｄ １ ２数 据 和 基 于 Ｍ０ ２基 Ｏ １Ａ 一
已被广泛 地应 用 于 Ｕ Ｉ的分 布 监 测 ． ｏ Ｈ Ｒｔ ｈ等 和 Ｇ ｌ ａｏ等 研 究 了 ｌ
Ｕ Ｉ Ｈ 与植被 指数 关 系及 Ｕ Ｉ Ｈ 对最 低 气温 的影 响 ； ｗ ｎ等 利 用植 被 Ｏｅ
ＤＳＬ Ｂ 数 据 的 地 袁 温度 在 ２ ０ －２ ０ Ｉ １ ００ ０８
年都反 映 了南京 的热 岛效 应 ， 岛 区主 热 要 分布在 主城 区、 大厂 区和江 宁区， 总体 呈“ 饼 式 ” 大 趋 势 ， 基 于 Ｍ Ｄ Ｓ 摊 扩 但 Ｏ Ｉ Ｌ Ｂ 数 据 的 热 岛 范 围 扩 大 比 基 于 １ Ｍ Ｄ １ ２数据 的明显很 多 ； ） Ｏ １Ａ ３ 南京夏 季 热岛区面积在 ２０ －２ ０ ０ ０ ０８年起 伏增 加 ，
３１ １ ～ ３ ３ 。４ ２。 ６ Ｎ．
２ ∞ ∞ 吣 吣 ８ Ｏ ２ ４ ６ 。 ２ ２ ２ ２ ∞ ∞ ∞ ’ ｌ ３ ５ ７ ２ ２ ∞ ２
基 于 Ｍ Ｄ １ ２数 据 和 基 于 ＭＯ Ｉ １ Ｏ １Ａ ＤＳＬ Ｂ
覆 盖率与 土壤有 效水 分研 究 了美 国宾 夕 法尼 亚 州立 学 院及 附近 地 区 城 市化影 响 ；ｔ ｕｋｒ 通过 比较 １ Ｓｒ ｔｅ ｅ ２ａ的城市 热 岛测 量 资料研 究 了美
西安市城市热岛效应卫星遥感分析
监 督 分 类 法 对 西 安 市 影 像 进 行 土 地 利 用 ／ 盖 变 化 分 类 ；在 此 基 础 上 对 西 安 市 城 市 热 岛 的 空 间 分 覆 布 特 征 及 城 市 热 岛 与 土 地 利 用 ／ 盖 变 化 的关 系 进 行 研 究 。 果 表 明 ： 安 市 城 区地 表 温度 明 显 比 覆 结 西 郊 区地 表 温 度 高 ，由市 中心 向外 呈 现地 表 温 度 逐 渐 降 低 的趋 势 。城 市 地 表 温 度 与 土地 利用 类 型 密 切 相关 ，不 同地 表 覆 盖 类 型 的地 表 温 度 差 异 显 著 ，城 市 用 地 和 裸 地 是 城 市 热 岛强 度 的 主要 贡 献 因 素 ，水 体 和 林 地 具 有 较 好 的 降 温 作 用 。 关 键 词 ：Ｌ ｎ ｓｔ Ｔ ａ ｄａ Ｍ ；城 市 热 岛 ；土 地 利 用 ／ 盖 变 化 ；亮 度 温 度 Ｅ 覆
一 ０ ０ ７ ０ ８ ８ ＋ ３ ２， ． ３ ５ Ｄ ． （） １
４ 结 果 与 分 析
４ １ 西安 市城 市热 岛空 间分布 特征 ．
由图 １可 以看 出 ，西安市 城 区亮 度 温度 明显
其 次 把辐 射亮 度值转 化为亮 度 温度
Ｔ—Ｋ２ （ｎ （ ｌ ＋ １ ） ／ Ｉ ／ ）。 （） ２
３ 亮 温 反 演 及 土 地 利 用 ／ 盖 的 关 系 研 究 覆 ３ １ 亮 温反 演 ．
计算得 到 西安市 夏 季城 区亮 温分 布结果 （ 见
图 １。 ）
ＴＭ／ Ｔ Ｅ Ｍ 的 热 红 外 波 段 接 收 的 是 与地 表
热岛效应的一个研究进展
节能减排技术
推广使用节能技术和设备，提高能源利用效率，减少能源浪费和热 量排放。
排放控制措施
制定严格的排放标准并加强监管，控制工业、交通等领域的废气排放， 减少温室气体和其他污染物对大气的影响。
04 未来研究方向
城市布局优化
通过合理规划城市布局，降低建筑密度，增加绿 地和开放空间，有助于减少城市热岛效应。
建筑节能设计
推广使用节能建筑材料、设计和建造低能耗建筑， 减少建筑对能源的依赖和热量排放。
3
交通规划
优化城市交通规划，鼓励公共交通、步行和自行 车出行，减少私家车使用，从而降低交通排放的 热量。
绿化建设
增加城市绿化
热岛效应的一个研究进展
contents
目录
• 热岛效应简介 • 热岛效应研究现状 • 热岛效应的缓解策略 • 未来研究方向 • 结论
01 热岛效应简介
定义
总结词
热岛效应是指城市地区比周围非城市 地区温度更高的现象。
详细描述
热岛效应是由于城市中建筑物密集、 道路和硬化地面广泛，导致地表反照 率增加，吸收的太阳辐射能量难以有 效释放，使得城市气温高于周围非城 市地区的现象。
法规制定
制定和完善相关法律法规，规范城市建设和管理行为，限 制高能耗、高污染产业的发展，减轻城市热岛效应。
宣传教育
加强城市热岛效应的宣传教育，提高公众对城市热岛效应 的认识和重视程度，形成全社会共同参与的热岛效应治理 氛围。
05 结论
研究意义
揭示热岛效应的形成机制
通过研究热岛效应的形成机制，有助于深入了解城市气候变化的原因和影响，为制定有 效的应对措施提供科学依据。
城市热岛效应研究
城市热岛效应研究城市热岛效应是指城市相对于周围农田和森林等自然环境而言，热量积聚、温度升高的现象。
随着城市化进程加速，城市热岛效应也成为一个值得关注的问题。
本文将从影响城市热岛效应的因素、对城市生态环境的影响以及减轻城市热岛效应的方法等方面展开论述。
一、影响城市热岛效应的因素1. 建筑密度和高度：高密度建筑群和高层建筑群在城市中的集中分布，使得周围的建筑、道路等吸收和储存了大量的太阳能，导致城市热岛效应的加剧。
2. 硬质表面：城市中大量的水泥、沥青等硬质表面对太阳辐射的吸收量较大，产生更多的热量，进而增加了城市热岛效应。
3. 植被覆盖率：城市中的绿地面积相对较小，植被覆盖率低，导致蒸发散热能力降低，进一步加大了城市热岛效应。
4. 城市人口密度：人口密集度较大的城市，人们的活动和生活会释放大量的热量，增加城市区域的温度。
二、对城市生态环境的影响城市热岛效应对城市生态环境产生了多方面的影响。
1. 气温升高：城市热岛效应使得城市气温较乡村地区明显升高。
高温环境对人们的健康和生活带来一系列问题，如增加中暑和热应激的风险，加剧城市空气污染等。
2. 能源消耗增加：高温环境下，人们对空调、电扇等降温设备的需求增加，导致能源消耗的增加，进一步加剧了城市热岛效应。
3. 水资源利用紧张：城市热岛效应使得城市地表水面蒸发加快，水资源利用压力增大，加剧了城市的干旱化问题。
4. 生态系统破坏：城市热岛效应对植物生长环境产生不利影响，减少了植物的栖息地，破坏了城市生态系统的平衡。
三、减轻城市热岛效应的方法为了减轻城市热岛效应，我们需要采取相应的措施来调整城市环境。
1. 提高建筑绿化率：鼓励在建筑物上增设绿化层，种植植物，增加绿地面积，有效降低太阳辐射和地表温度。
2. 增加水体：通过人工湖泊、水系等方式增加城市内的水体面积，有效降低城市地表温度，改善城市生态环境。
3. 推广绿色建筑：在建筑设计中采用保温、隔热等技术手段，减少能量的消耗，改善室内舒适度，从而减轻城市热岛效应。
城市热岛效应的研究进展与展望
城市热岛效应的研究进展与展望城市热岛效应的研究进展与展望城市热岛效应是指城市相对于周边农村地区而言，温度更高的现象。
随着全球城市化进程的加快，城市热岛效应越来越引起人们的关注。
这种现象不仅对城市居民的生活质量造成了巨大的影响，而且对城市的能耗、环境、健康和经济等方面都产生了重要的影响。
因此，研究城市热岛效应已经成为当前环境科学和城市规划领域的热点问题之一。
过去几十年来，许多研究人员对城市热岛效应进行了广泛而深入的研究，取得了很多有意义的进展。
首先，研究人员对城市热岛效应的形成机理进行了探索。
城市热岛效应主要是由于城市建设导致了大量的非生物表面（如建筑物、道路等），这些表面能够吸收和储存太阳辐射，然后释放出大量的热能。
与此同时，城市中的许多人类活动也产生了大量的热能，进一步增加了城市的热量。
其次，研究人员还对城市热岛效应的空间分布和季节变化进行了调查。
他们发现城市中心通常比城市边缘更热，而夏季比冬季更明显。
这些研究为城市热岛效应的预测和评估提供了依据。
除了对城市热岛效应本身的研究外，研究人员还探索了减缓和适应城市热岛效应的方法。
例如，通过改善城市的绿化覆盖率和水体分布，可以降低城市的热岛效应。
绿化可以增加城市中的植被覆盖，减少热辐射和蒸发散失，从而降低城市的气温。
同时，水体的存在可以通过蒸发冷却效应来调节城市的温度。
这些方法不仅可以改善城市的热环境，还能提供其他生态和美学的好处。
未来，城市热岛效应的研究仍然面临许多挑战，并有着广阔的发展前景。
首先，我们需要加强对城市热岛效应的监测和预测能力。
目前，很多城市缺乏完整的气象观测网络，无法准确地监测城市内部的温度变化。
因此，我们需要建立更多的观测站点，并利用遥感和地理信息系统等技术手段来提高数据的获取效率和质量。
其次，我们需要进一步研究城市热岛效应对人体健康的影响。
城市热岛效应不仅会导致城市热害，还可能加剧空气污染和疾病传播。
因此，我们需要深入了解其机理和影响，以制定更有效的政策和措施来保护居民的健康。
遥感技术在城市污染监测中的应用
遥感技术在城市污染监测中的应用随着城市化进程的加速，城市污染问题日益严峻，对人们的生活质量和健康产生了严重影响。
为了有效地监测和治理城市污染，各种先进的技术手段应运而生，遥感技术就是其中之一。
遥感技术作为一种非接触式、大面积、快速的监测手段，在城市污染监测中发挥着越来越重要的作用。
一、遥感技术的基本原理遥感技术是通过传感器从远距离接收和记录目标物体反射或发射的电磁波信息，然后对这些信息进行处理和分析，以获取目标物体的特征和性质。
在城市污染监测中，常用的遥感数据包括卫星遥感数据和航空遥感数据。
卫星遥感具有覆盖范围广、重访周期短等优点，能够对城市进行大面积的宏观监测；航空遥感则具有更高的空间分辨率，可以获取更详细的城市污染信息。
二、遥感技术在城市大气污染监测中的应用大气污染是城市面临的主要环境问题之一。
遥感技术可以通过监测大气中的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物的浓度和分布，为大气污染的监测和治理提供重要依据。
例如，利用卫星遥感数据中的气溶胶光学厚度（AOD）可以反演大气中颗粒物的浓度。
气溶胶光学厚度是指气溶胶对太阳光的消光作用，它与颗粒物的浓度密切相关。
通过建立气溶胶光学厚度与地面实测颗粒物浓度之间的关系模型，可以估算出城市大气中颗粒物的浓度分布。
此外，遥感技术还可以监测大气中的二氧化硫和氮氧化物等气态污染物。
这些污染物在特定的波长范围内具有特征吸收光谱，通过对遥感数据的光谱分析，可以获取它们的浓度信息。
三、遥感技术在城市水污染监测中的应用城市水污染也是一个严重的问题，遥感技术在城市水污染监测中也有着广泛的应用。
对于城市地表水的监测，遥感技术可以通过监测水体的颜色、透明度、温度等参数来判断水质状况。
例如，水体中藻类的大量繁殖会导致水体颜色发生变化，通过遥感影像可以识别这种变化，从而判断水体是否受到富营养化污染。
此外，遥感技术还可以监测城市污水排放口的位置和排放情况，为污水治理提供依据。
对于城市地下水的监测，遥感技术可以通过监测地面沉降、土壤湿度等参数间接反映地下水的变化情况。
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城市热岛效应遥感监测研究
城市热岛效应是指城市相对于周边地区温度升高的现象。
由于城市中大量的建筑、道路以及机动车等人类活动，城市热岛效应已经成为全球性的环境问题之一。
为了更好地监测和研究城市热岛效应，遥感技术已经被广泛应用。
遥感技术是指通过卫星、飞机等远距离的传感器获取地表信息的一种技术。
利用遥感技术可以获取城市热岛效应的空间分布、时间变化以及影响因素等信息。
其中，遥感监测城市热岛效应主要有以下几个方面：
1. 热红外遥感
热红外遥感是指利用卫星或飞机上的热红外传感器获取地表温度信息的一种技术。
通过热红外遥感可以获取城市不同区域的温度分布情况，从而研究城市热岛效应的空间分布和影响因素。
2. 气象遥感
气象遥感是指利用卫星或雷达等传感器获取大气信息的一种技术。
通过气象遥感可以获取城市周边地区的温度、湿度、风速等气象信息，从而研究城市热岛效应的影响因素和机理。
3. 地形遥感
地形遥感是指利用卫星或飞机上的激光雷达等传感器获取地形信息的一种技术。
通过地形遥感可以获取城市地形的高程、坡度、坡向等信息，从而研究城市热岛效应与地形之间的关系。
4. 道路交通遥感
道路交通遥感是指利用卫星或摄像头等传感器获取道路交通信息的一种技术。
通过道路交通遥感可以获取城市交通流量、速度等信息，从而研究城市热岛效应与道路交通之间的关系。
通过以上几种遥感技术的监测和研究，可以更加全面地了解城市热岛效应的情况。
同时，还可以提供科学依据和数据支持，为城市规划和环境保护提供参考。
除了遥感技术，还有其他一些方法也可以用来监测和研究城市热岛效应。
例如，地面观测、模拟计算等方法都可以提供有价值的信息。
但是，相比较于其他方法，遥感技术具有获取大范围、高分辨率、多时相的优势，因此被广泛应用。
总之，城市热岛效应是一个全球性的环境问题，对人类生活和健康产生了不可忽视的影响。
通过遥感技术的监测和研究，可以更好地了解城市热岛效应的情况，为城市规划和环境保护提供科学依据和数据支持。