《城市擴展熱島空間分布變化關系研究.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、城市擴展與熱島空間分布變化關系研究——以上海為例周紅妹1，高陽2，葛偉強1*，李婷婷11.上海市衛(wèi)星遙感和測量應用中心，上海201100；2.遼寧工程技術大學，遼寧沈陽123000摘要：隨著城市建設區(qū)域和格局的迅速改變，城市熱島分布也發(fā)生了巨大變化。為了了解城市熱島分布與城市建設的關系，為城市建設同時緩解改善熱島效應奠定基礎，文章采用遙感動態(tài)監(jiān)測和GIS多要素空間分析技術，對上海城市90年代以來的城市擴展以及熱島分布變化狀況和演變規(guī)律進行監(jiān)測分析，得出城市建設區(qū)域的擴大將會導致城市熱島范圍和面積的增大，城市擴展與熱島擴展趨勢具有空間

2、一致性。同時，通過對上海城市不同溫度情況下地面不同介質的比例、面積進行因子權重分析，得出溫度越高，其建筑、交通、工業(yè)區(qū)的比例越大；反之溫度越低，農(nóng)田、耕地等介質的比例越高；表明不同地物對溫度分布、強度的影響明顯。研究還表明：城市擴展雖會導致熱島范圍加大，但如注重環(huán)境和綠化建設，則在一定程度上可緩解熱島效應和縮小熱島范圍。關鍵字：城市擴展；城市熱場；空間分布；遙感和GIS；綜合分析中圖分類號：X16文獻標識碼：A文章編號：1672-2175（2008）01-0163-06近年來，隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市建設區(qū)域面積迅速增長，其規(guī)模

3、和空間分布結構均發(fā)生了巨大變化。以上海為例，多年來，由于城市建設區(qū)域的迅速擴展，上海城市熱島范圍也在逐年擴大。以溫差大于0.8℃區(qū)域表示熱島效應范圍。上世紀60～70年代，熱島面積局限在市中心區(qū)的100km2范圍內；但從80年代起擴大為400km2以上，增加了3倍以上；到90年代后期，擴展到近郊地區(qū)，面積超過800km2，為60～70年代的8倍，而此時上海城市建設正步入新一輪的全面大發(fā)展時期。對于城市擴展和熱島分布的關系，近年來已有一些學者對此進行了相關研究。丁金才、周紅妹[1]等對上海盛夏熱島效應的形成機理進行了研究。指出：城市的

4、建成面積、土地利用類別、人口密度等都市化因素都影響到城市熱島的范圍和強度；熱島范圍的擴大，主要是由于城市的水泥森林效應，人口、建筑、交通密集等因素造成。季崇萍等[2]在對北京城市化進程對城市熱島的影響研究中指出，北京建成區(qū)的范圍與城市熱島影響范圍呈同步變化趨勢。王文杰等[3]在基于遙感的北京市城市化發(fā)展與城市熱島效應變化關系研究中得出，城市熱島與城市化規(guī)模擴展呈正相關,城市熱島與綠地面積、綠地空間分布、綠地的構成以及長勢呈負相關。以上研究通常采用氣象觀測站點的溫度值作為衡量熱島的主要指標[4-5]，但由于地面氣象觀測站點密度問題以及

5、人力物力限制，難以深入了解熱島的平面分布特征及其內部結構，而采用遙感和地面觀測相結合以及GIS綜合分析方法可達到即客觀又精細化的分析效果[6-9]。本文將多幅NOAA氣象衛(wèi)星、EOS衛(wèi)星MODIS資料和覆蓋上海城市范圍的地面觀測站點資料作為城市熱島數(shù)據(jù)的主要信息源；將航攝和陸地衛(wèi)星（LANDSAT）、資源一號衛(wèi)星解譯、分類和提取獲得的最新土地利用數(shù)據(jù)作為上海城市擴展和城市下墊面研究的信息源，結合其他相關統(tǒng)計信息，在GIS平臺上，對上海城市擴展與熱島空間分布變化關系進行分析研究。1資料處理和研究方法1.1數(shù)據(jù)來源熱力分布資料采用近年的

6、多幅NOAA氣象衛(wèi)星、EOS衛(wèi)星MODIS資料；地面觀測站點采用覆蓋整個上海城市的49個自動氣象站點觀測資料；歷年土地利用數(shù)據(jù)為：由陸地衛(wèi)星（LANDSAT）、資源衛(wèi)星資料結合航片解譯得到的近年土地利用分布圖（1994、1997、2002、2003、2006年）；其他相關統(tǒng)計資料為：上海城市人口密度資料、綠化統(tǒng)計資料等。1.2資料預處理1.2.1衛(wèi)星資料預處理對NOAA衛(wèi)星、EOS衛(wèi)星MODIS資料進行定標、定位、太陽高度角、臨邊變暗訂正、投影變換以及亮溫物理量轉換等預處理。1.2.2不同平臺遙感資料、專題圖件、統(tǒng)計資料的融合同化處

7、理為了達到綜合分析研究的客觀性和合理性，必須采用多要素結合方法進行空間分析和綜合評估。因此，要實現(xiàn)不同層次的信息共享和系統(tǒng)兼容，必須首先實現(xiàn)信息標準化。即必須首先對不同尺度、不同平臺的遙感資料、專題圖件、統(tǒng)計資料進行同化、融合以及預處理。本文采用數(shù)據(jù)格式轉換、幾何精糾正、重采樣、輻射糾正、多波段光譜信息組合優(yōu)化等方式解決不同空間分辨率的遙感信息的空間匹配與同化問題。對于非遙感信息資料，則在GIS平臺上，建立各類別數(shù)據(jù)文件和設立相應的item項，將統(tǒng)計資料輸入數(shù)據(jù)文件的item項中，并分別建立各數(shù)據(jù)文件與帶有拓撲結構的行政區(qū)域專題圖（

8、coverage）的屬性關聯(lián)，從而達到多信息的融合與同化處理。1.3衛(wèi)星溫度反演常規(guī)的城市溫度研究，采用的是離地1.5m高百葉箱測量的氣溫值，在城市氣候研究中稱為“城市氣溫熱場[10-14]”；遙感器探測到的是城市下墊面地物的輻射溫度