RS技术在城市热岛效应分析中的作用

1、学号：20018湖北大学资源环境学院课程论文RS技术在城市热岛效应分析中的作用课程名称 城市遥感姓 名 姚尧系 别地理信息系统专业班级 2012级2015年6月摘要 本文探讨了城市热岛效应的发生机理和影响因素，论述了遥感技术在城市热岛效应中的重要作用。为城市综合评价和生态建设提供一定依据。关键字： 城市热岛效应 遥感 机理Abstract: This paper discusses the mechanism and influential factors of urban heat island effect, and discusses the importance of remote s

2、ensing technology in urban heat island effect. Provide a basis for the citys comprehensive evaluation and ecological construction.Key words:city heat island effect remote sensing mechanism一、引言随着全球城市化进程的不断加快，由其引起的城市热岛现象及其对全球气候变暖的影响已经引起了广泛的关注1-2|城市热岛效应是指由于城区过密的人口、建筑物、各种能源和污染源所引起的城区温度比周围高的现象。城市热力场格局和热岛

3、效应的强弱在很大程度上反映出城市生态环境的质量，由此可以作为城市综合评价和生态建设的重要信息3。由于城市热岛效应对周围环境最明显的影响是温度的变化，所以可以通过温度变化来反映一个城市的热力场状况常规的城市热岛监测方法是采用线路观测和定点观测相结合的方法由于线路观测不可能同步进行，观测点位的密度也不可能太高，试图细致地研究城市热岛的平面展布、内部结构特征有一定困难3。通过遥感方法可获得城市下垫面的热力场信息，进而对城市热岛效应进行检测。二、城市热岛效应（一）城市热岛效应概念城市热岛效应是指当城市发展到一定规模的时候，由于城市下垫面的改变，大量人为热源和局地大气环流条件造成的大气污染以及人工废热的

4、排放等使城市温度明显高于周围地区，形成高温孤岛的现象。 城市热岛是环境恶化的直接表现。城市规模越大，热岛效应就越明显，热岛的强度也越大。改革开放以来，我国城市化迅速发展，出现了许多世界级的大型城市，如北京、天津、上海等。在这些大城市中，热岛效应越来越明显，极大地影响着城市环境和人们日常的生产生活，引起了社会的越来越广泛关注4。（二）城市热岛的发生机理与影响因素城市热岛作为城市化最显著的气候表征几乎存在于每个城镇中，其存在的普遍性引起了国内外学者对其发生机理的关注与研究。由于城市地表被建筑物、道路等不透水面所覆盖，下垫面性质的改变使城市吸收了更多的太阳辐射，城市在白天储存热量，在夜间释放。因此，

5、城市倾向于比周边乡村地区拥有较高的温度。加之城市中居住、交通和工业等人类生产、生活活动释放出大量的热，共同促进了城市热岛的产生。概括来讲，影响城市热岛产生的因素大体可以分为三类：气象、气候等自然条件、城市下垫面的热物理性质、人为释放热，而这些因素通常是交叉相互影响的。影响城市热岛的气象与气候条件包括太阳辐射、云层、降水、季节、风速、昼间变化等。在香港，季节变化对城市热岛的影响通常比地理特征因素的影响更大。据对广州的研究表明，城市热岛的季节变化与昼间变化同样明显，通常，城市热岛在秋季与冬季(912月)比较明显，而在春节(2、3月)则比较弱。较厚的云层能够减少太阳辐射及来自地球表面的辐射，使城市区

6、域的温室气体效应相对减弱，从而降低了地表温度。城市热岛的产生与城市下垫面的热物理性质有着密切的关系。城市的扩张及发展是热岛产生的主要原因。在研究了首尔大都市圈周边的Bundang城镇建设，新城建成后的热岛强度为2。由于城市与乡村地区的地表覆盖不同，导致两者的热环境属性有着明显的差别。城市土地利用覆盖直接影响城市地表的反照率，通常城市核心区的地表反照率比周边地区高，因为周边地区有更大面积的植被。通过在建筑表皮与城市铺装路面使用高反照率的材料能够减少太阳辐射的吸收，从而降低表面温度。同时，城市大面积的不透水面使城市地区拥有较低的地表蒸发率，这也是引起日间温度升高的主要因素。许多学者就不同土地利用覆

7、盖类型的表面温度进行了研究。研究在Bundang城镇中的各类土地利用中，森林的地表温度最低，居住和商业地区的地表温度比森林高45，而交通设施用地紧跟其后。而在另一项对广州城市热岛的研究中，专家认为工业用地的地表温度比居住和商业用地高，即使是高密度的居住与商业区。专家利用遥感影像定量分析了珠江三角洲及深圳地区土地利用覆盖变化与城市热岛的关系。除了大尺度的土地利用覆盖对城市的热环境产生影响外，也研究了城市设计变量对香港居住区日间与夜间的城市热岛的影响，研究表明，在晴朗的夏季日，风速、表面反照率、高度、高于l米的植被覆盖、位置商、高度与占地面积的比率分别提高10将会使沿海居住区的日间城市热岛强度分别

8、降低3、08、15、12、O3和18。 城市热岛效应实质是一种人类活动引起的热环境污染，诸如交通、空调、空气污染等人类活动释放出大量的热能。其中，空调的使用向室外释放出大量的热而加剧城市热岛5。三、遥感技术在城市热岛效应分析中的应用（一）遥感技术在城市热岛效应分析中的作用 利用RS遥感技术来获得有关城市生态环境的空间观测影像，使我们可以从遥感图像中直观地观测城市相关的环境状况，观测污染物的起源地、强度、数量、密度、范围、面积、浓度、扩散和迁移路径等。通过将航空多色激光、红外和超光谱扫描遥感设备获得的数据和图像资料与卫星图片相结合的方法；用同步拍照的红外片做的彩色密度分割图像来分析，可大体确定城

9、市环境污染物和城市热岛效应的分布范围和发生强度。以及污染物在转移过程中的变化状况，与城市热岛效应之问的相互联系和影响，甚至可以直观地了解地物与城市热岛效应之间的密切关系6。（二）使用遥感技术的优势 常规的城市热岛效应监测与研究方法一般是通过对地面观测点的气温数据进行时空对比分析和模拟，来获取城市热岛的分布和变化特征7-9。常规方法的优势是对城市热岛效应的描述和解释简单扼要，但由于地面布点的限制，其对城市热岛空间格局和内部特征的了解收到极大限制。20世纪80年代以来，采用地基和空基热成像技术遥感（RS）地面温度定义了另外一种“城市热岛”。虽然RS得到的“车市惹到”与传统上的气温“城市热岛”存在显

10、著差异，如RS得到的“城市热岛”在白天最强、空间变化率最大，这与气温表征的“城市热岛正相反”10，但二者在时空上的分布是相似的，并且RS可以及时、客观、大面积地进行地表温度测定，在描述城市热岛的时空分布具有常规方法不可比拟的优势，许多学者纷纷利用RS技术展开有关城市热岛的研究工作11-15.四、结束语通过遥感方法可获得城市下垫面的热力场信息，是城市热岛效应监测的有效方法。在今后对于城市热岛效应的研究要充分发挥遥感技术的作用，努力弥补现在还存在的一些问题。参考文献1AUER A H.Correlation of land use cover with mettoro-logical anomal

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