单窗算法在武夷山市地表温度反演中的应用

基于2004、2009、2013年的Landsat系列遥感影像,应用单窗算法反演武夷山市相应时点的地表温度,采用均值-标准差法对地表温度反演结果进行分级.结果表明:武夷山市的地表温度分布呈现出由市区中心向四周逐渐降低的趋势,市区主要交通干线及其周围一定区域内地表温度较高,距离交通干线越远,地表温度越低;2004-2013年武夷山市高温区域面积扩大,热岛效应逐步增强.     

宝鸡市区地表温度反演与城市热岛分布格局时空演变研究*

目的反演宝鸡市市区的地表温度,定量分析研究近20年来研究区热岛效应的时空演变和分布特征,以缓解城市环境问题和合理规划未来城市的发展。方法利用1995-2015年Landsat 5TM和Landsat 8TIRS影像数据和气象台站资料,采用GIS和RS技术,实现对渭河阶地型城市——宝鸡市地表温度(LST)的反演,并在此基础上进行热岛分布格局的时空演变研究,分析LST与NDVI,NDBI的空间对应关系。结果与结论宝鸡市存在明显的城市热岛效应,热场分布及延伸与宝鸡市空间扩展布局相一致,热岛范围呈逐年增长的趋势,低温区和次中温区面积减小,相应的次高温和高温区面积增加,热岛强度明显增强。在渭河阶地型城市的空间格局上,地表温度与NDVI呈负相关关系,与NDBI呈正相关关系。     

土地利用、人口密度及海拔对城市热岛的影响

以广州市为研究区域,利用Landsat 8影像反演获取地表温度和土地利用数据,分析城市地表温度与土地利用及其景观格局、人口密度、海拔之间的定量关系,以期揭示影响城市热岛的关键因素.结果表明:城市地表温度与不同土地利用类型面积占比、人口密度和海拔均极显著相关;逐步回归分析发现,生态用地(包括森林和湿地)面积占比、城镇建设用地面积占比和海拔是影响研究区域的热岛效应的关键因素;除少数选取的景观格局指数外,不同土地利用景观格局指数与地表温度显著相关,而逐步回归分析发现城镇聚集度指数、城镇边界密度、城镇分割度和森林分割度是影响城市热岛效应空间格局的关键影响因素.因此,在城市规划过程中,应尽量保留连片的自然生态用地特别是森林用地,避免对其自然边界的线性切割,同时实施多中心城市开发战略,避免连片城市开发,将有利于缓解城市热岛效应.     

利用Landsat资料的南宁近年来城市热岛效应研究

城市热岛效应是一种由于城市建筑及人们活动导致的热量在城区空间范围内聚集的现象,是城市气候最明显的特征之一。遥感作为监测城市热岛效应的重要手段,具有大面积的同步观测、覆盖范围广且成本低的优势。本文收集南宁市2003年～2016年期间的6期秋季(9月和10月)Landsat5和Landsat8遥感数据,反演得到地表温度。在此基础上计算出地表热岛强度指数和热岛比例指数,得到不同时期南宁市区热岛强度和范围,并对城市热岛状况进行了评估。结果表明:①从西北—东南方向剖面线可以看出,地表温度和NDVI呈相反趋势,市区温度高,城郊温度低;NDVI则相反;②2010年以后的城市热岛效应越来越严重,表现在热岛效应的强度和范围呈现大幅度增加趋势;③2006年前,热岛效应集中在快速环道以内区域,2010年前热岛效应集中在快速环道以内及周边区域,之后城市热岛范围在整个研究区内急剧扩张,并且程度加强;④城市热岛效应的产生和发展与城市化进展密切相关,由于未开发的植被覆盖区转变为建筑物、道路等不透水面,导致NDVI植被退化,这与城市热岛现象在空间上具有很好的对应关系。⑤2016年城市热岛效应评价中"急需缓解"的面积占整个研究区域的0.6%,"需要缓解"占18.6%,"警惕状态"占16.3%,"安全状态"占64.4%。     

基于遥感技术的长春市南关区热岛效应研究

根据2018年6月24日Landsat 8卫星的遥感数据,选用单窗算法,对长春市南关区进行地表温度反演;结合土地利用及土地覆盖类型,将其热岛效应强度进行分级处理,根据结果分析何种因素会对热岛效应形成影响,并推断热岛效应形成的原因,据此对城市规划提出合理建议.结果表明:长春市南关区整体存在热岛效应现象;土地利用类型与地表温度之间的关系可以表示为,无植被覆盖区域 植被覆盖区域 水体;植被覆盖率较低的区域是强热岛效应的主要分布区域;水体、绿植覆盖程度较高的区域无热岛效应.城市在开发与建设的进程中,应倡导低碳出行,节能环保;扩大水体面积和绿地面积,采用人为措施缓解城市热岛现象.     

南昌市LUCC及其对热岛效应的影响分析

以2002年、2014年覆盖南昌地区的两期影像为数据源,首先对两期数据采用大气校正法进行温度反演;然后选择最大似然法进行地物分类;最后结合所获取的地表温度分级图与土地利用分类图,对南昌市热岛强度、范围以及土地利用/覆盖变化情况进行分析。研究表明,2002-2014年间南昌市热岛范围与强度都呈现上升趋势,LUCC会导致热岛效应发生时空上的变化,且城镇建设用地的增加是热岛效应增强的主要因素,水体与植被对热岛效应的形成具有一定的抑制作用。     

兰州市热岛效应特征及驱动机制研究

以兰州市城关区的TM遥感影像为基础,计算出植被覆盖度和建筑用地指数,完成土地利用分类,通过缨帽变换得到湿度指数.利用单窗算法来反演地表温度,得到热岛效应的分布特征,结合卫星遥感和地统计分析研究热岛效应的分布特征及驱动机制.结果表明,研究区黄土覆盖的丘陵地区和城区建设用地区域对热岛效应贡献较大,是热岛效应的主要驱动力之一.城区热岛效应与植被覆盖度及地表湿度均呈线性负相关,植被和水体对缓解热岛效应有一定作用.热岛效应与城市建筑用地指数呈线性正相关,城市建设所用的材料对热岛效应有较大贡献,密集的人口也是城关区热岛效应的主要驱动力.加强绿化和保留城区水域面积,减少人为排放热量有助于缓解兰州中心城区的热岛效应.     

地表覆被与人口密度变化对城市地表温度的影响分析——以郑州市为例

以郑州市为例,基于多期Landsat遥感影像和夜间灯光数据分析了城市地表温度、不透水面、植被以及城市人口的时空变化特征,并从不透水面、植被和人口密度三个方面分析其对城市地表温度的影响.结果表明:郑州市明显存在地表温度中心城区高,郊区低的热岛效应,热岛斑块逐渐向东南部、西部和北部扩散且逐渐破碎化,热岛面积呈增长趋势;不透水面指数与地表温度呈显著的指数正相关关系,植被指数、人口密度与地表温度分别呈现出较显著的线性负相关和正相关关系.利用逐步回归的方法表明,不透水面是影响城市地表温度的主要原因,植被和人口密度也是影响城市地表温度的重要因素.     

南京城市热环境与土地利用关系研究

通过Landsat/TM遥感影像反演获取了南京市1988、1998、2002和2010年的地表温度和热岛强度,并进行了城市热环境变化分析。利用NDISI建筑指数获取城市建设用地信息,然后讨论城市地表温度与建筑指数的定量关系。结果表明:归一化之后的南京次高温、高温与特高温呈现明显上升趋势。随着热岛强度的分级越来越高,建设用地面积也越来越大,从定量分析来看,建设用地与地表温度呈线性正相关关系。随着建设用地面积的增加,地表温度上升速率加快。     

海口主城区蓝绿空间时空演变及冷岛效应

以海口市城区为研究区域，选取2013、2015、2018和2020四个年份的Landsat 8卫星遥感数据，基于最大似然法得到研究区的土地利用分类结果，基于大气校正法得到研究区的地表温度数据，并探讨了蓝绿占比和蓝绿比例等因素对冷岛效应的影响机制.结果表明，2013—2020年：（1）研究区蓝色空间面积基本维持不变，绿色空间面积呈减少趋势，其他空间面积呈增加趋势；（2）研究区低温和次低温等级面积占比呈减少趋势，中温、次高温和高温等级面积占比呈增加趋势，地表温度普遍升高；（3）蓝色空间和蓝绿空间冷岛效应强度呈增强趋势，绿色空间冷岛效应强度呈减弱趋势，不同土地利用类型的冷岛效应强度为：蓝色空间>蓝绿空间>绿色空间；（4）蓝绿空间影响冷岛效应的因素有蓝绿占比和蓝绿比例等，蓝绿占比和蓝绿比例均与冷岛效应呈正相关关系.在城市建设中，最好预留32.6%规划面积的蓝绿空间，同时控制蓝绿比例在0.155∶1左右，在保证最大经济效益的同时，也能极大改善城市的整体热环境，本研究为海口市的旧城改造与新城建设提供了合理方案和有益思索.     

基于Landsat数据的昆明地区热岛效应分析

利用Landsat TM数据,对昆明地表温度进行反演,在此基础上分析了昆明地区热岛效应强度以及空间分布;定量研究了地表温度和植被指数的相关性。结果表明,地表温度与下垫面类型密切相关.初步探讨了降低热岛效应和改善热环境的途径;填补了昆明地区基于遥感城市热环境研究的空白。     

基于TM数据的煤矿区热环境效应及其生态意义

安徽省凤台县是我国重要的新兴能源基地之一,煤矿分布密集,煤矿区域效应显著。文章选用2007年4月3日的Landsat-5 TM数据,利用单窗算法反演地表温度,由此获取地表温度分级图,计算热场变异指数,并与植被覆盖度进行相关性分析。研究表明,研究区存在明显的热岛效应,矿区、城区、工业区和部分山区,植被覆盖度低,温度较高,热场变异指数和植被覆盖度呈较好的负相关性,可以作为反映区域生态环境的重要因子。     

典型植被指数与地表温度空间特征分析——以桂林市为例

以桂林市为研究区,利用TM卫星影像数据提取3种典型植被指数(NDVI、RVI、TNDVI),并反演研究区的地表温度(LST);从不同土地利用类型和城市空间上分析各个参数的统计学特征,同时定量分析植被指数与地表温度之间的线性关系。研究结果表明:在整个区域上,以林地和农田地物为主体的城市郊区具有较高的植被指数值,不透水层比例大的城市建成区则具有较高的地表温度。另外,典型植被指数与地表温度相关性分析揭示,各植被指数与地表温度都呈较显著的线性负相关。相对于城市郊区,下垫面性质改变与植被覆盖密度偏低是导致城市建成区"热岛效应"形成的重要原因。     

结合夜光遥感数据的长株潭地区人口密度与地表温度相关性分析

城市化的进程使得大量的人口聚集在城市区,进而导致城市地表温度发生变化.以长株潭地区为研究区域,基于夜光遥感数据模拟分析研究区内人口密度的分布情况,并利用MODIS影像反演研究区的温度情况,提取出2004—2016年共5期数据,分析研究区内的人口密度、地表温度的时空变化特征,并利用分区统计法分析二者的空间相关性.结果表明,长株潭地区高人口密度地区增长迅速且逐渐连接成块,地表温度主要显示出城区高、郊区低且向外递减的分布规律,人口密度和温度有较为明显的正相关性,人口密度是影响城市温度变化的重要因素之一.     

基于TM的重庆市主城区热岛效应及其影响因子分析

利用2008年TM影像,提取重庆市主城区土地利用信息;提取NDVI(植被归一化指数),结合野外调查,获取反映地表植被覆盖状况的植被覆盖度数据;根据第6波段(热波段)获取地表亮温数据,分析重庆市主城区热岛效应.利用GIS空间分析及数理统计方法,对土地利用类型、城市绿地和城市水体3种影响因子进行分析.结果表明重庆市主城区热岛效应明显,在空间上呈大片、连续分布状态,土地利用类型数据显示这种现象与城市快速扩张密不可分.不同地表覆被类型对地表温度的响应不一致,建设用地最容易产生热岛效应,植被和水体则有着明显的减缓效应.热岛效应与植被覆盖度成呈明显负相关,随着植被覆盖度的提高而降低,试验结果显示它在植被覆盖度高于50%后消失;城市绿地面积越大,内外温差也越大,从而形成热岛中的"冷岛".水体均温比绿地低2℃,表明对于热岛效应的缓解,它比植被更有效,是最直接、有效的影响因子.     

基于Landsat数据的南京市城市热岛效应季节性时空变化研究

为探究南京市热岛效应的季节性变化特征,以Landsat8遥感影像为数据源,采用大气校正模型对南京市2017年份4个不同时间的地表温度进行反演,然后根据反演结果采用均值-标准差法将南京市划分为5个热岛等级.结果表明春冬两季各等级热岛空间分布一致,夏秋两季各热岛空间分布基本相同.春冬两季以冷岛区为主,夏秋两季主要以正常区为主,春冬热岛效应相同,夏秋热岛效应相近.热岛强度指数变化以春夏秋冬为时间顺序呈先增后减的趋势且春冬季热岛强度相同,夏秋两季热岛强度相近,夏季热岛强度达到最大.     

Sentinel-1A遥感数据在地表冻融监测中的适用性分析

有效监测地表冻融变化对青藏高原水热交换、碳氮循环和土壤冻融侵蚀至关重要。该文以青藏高原那曲地区为研究区,基于Sentinel-1A遥感影像数据与地面实测地表温度数据,通过建立遥感影像后向散射系数与地面实测温度的回归模型,进而反演研究区地表温度,从而实现研究区的地表冻融监测。结果表明：不同土壤深度下,土壤温度的变化范围较大,而后向散射系数的变化范围较小,得到的一元拟合关系式与二者间真实关系存在一定误差。但利用该拟合关系式仍可以对地表温度进行粗略估算,从而为地表冻融状态监测提供一定的参考,证明本文算法的有效性。     

城市地表热环境与景观格局的关系——以深圳市为例

利用深圳市2009年10月的TM影像和土地利用数据,通过地表温度反演、温度差异分区和叠图分析方法,研究土地利用类型和结构与地表热环境分异特征之间的关系,同时使用不同温度分区样地调查与景观格局分析方法,探讨城市景观格局与地表热环境之间的关系。结果表明:1)不同温度分区的土地利用结构差异显著,景观格局特征分异明显,中温区景观的破碎化程度最高、形状最复杂,冷岛区景观的异质性最低、形状简单聚集程度高;2)不同温度分区的景观格局特征与温度的相关关系也截然不同,热岛区的景观整体格局指数与地表温度呈负相关,在冷岛区为正相关关系;3)绿地、水域等土地利用类型的面积百分比及格局指数在冷、热岛区域与地表温度的相关关系差异显著,并且对地表的降温效应显示明显的阈值特征。研究城市景观格局与地表温度的关系,有助于深入理解土地利用格局对城市地表热环境的影响,可以为城市景观格局优化、缓解热岛效应提供基础研究支持。     

基于Landsat8影像的天津市城市热岛效应时空变化及驱动力分析

为研究天津城区热岛效应驱动力,采用Landsat8影像反演地表温度,利用植被指数、改进水体指数、不透水面指数和兴趣点(point of interest, POI)密度等参数研究下垫面和与地表温度的相关性和相对重要性。结果表明：研究区在2015—2020年间热岛效应加剧,热岛重心由西北向东南转移;植被和水体指数与地表温度呈负相关,植被覆盖对地表温度负影响更明显;POI密度与地表温度呈正相关,而餐饮服务类影响最大;不透水面因素对城市热岛影响最大,其相对重要性为45%。综合考虑多种因素研究天津市热岛效应,对分析城市热岛中不同要素的影响程度有重要的意义。     

环境减灾卫星热红外数据的地表温度反演及LST分布分析——以北京市城八区为例

环境减灾卫星是我国第一个专门用于环境与灾害监测预报的小卫星星座,本文基于该卫星热红外数据,采用Jimenez-Munoz和JoseA.Sobrino提出的普适性单通道算法,反演2009年7月2日北京市区的地表温度,并将反演结果和当天的MODIS地表温度产品进行比较,初步认为HJ-1B热红外数据地表温度反演结果较好.最后依据反演得到的地表温度分布图,以及实测气温数据对北京市区的地表温度空间分布进行了简单分析,不同的地表类型温度相差较大,部分受水体、植被影响的区域也呈现低温区,市区建筑密集区属于高温区,机场温度明显高于周围区域,气温与地温呈现相同的趋势.