利用陆地卫星TM6遥感数据对哈尔滨市城市地表温度反演与热岛效应分析

时间:2022-10-25 02:15:37

利用陆地卫星TM6遥感数据对哈尔滨市城市地表温度反演与热岛效应分析

0 引言

热岛效应,是学术界对一个地区(主要指城市地区)由于人口稠密、工业集 中,城市内部大量人工构筑物如铺装地面、水泥建筑墙面等,改变了下垫面的热性能,造成温度高于周围地区的现象描述。

哈尔滨市经济发展迅速。城区热岛己经不容乐观,城市气温一年比一年略高,定量研究哈尔滨市城市热环境空间分布,制定相应的城市热环境防范和改善措施是改善子孙后代的生存环境、走城市的可持续发展的必经之路。因此,十分有必要探索在RS和GIS技术支持下,城市热环境表征因子(主要为城市气温和城市地表温度)和影响因子(城市植被覆盖、土地利用演变)空间定量研究的新技术、新方法和新思路,以求较全面地实现城市热环境的空间定量研究。

1 哈尔滨城市热岛效应演变规律

1.1 地面亮温

利用Landsat ETM十热红外波段计算模式,根据热红外图像的亮度值反演出哈尔滨市2011年的地面亮温其分布范围为8.65℃~32.53℃。从反演的图像叫以看出,地面亮温的最高值都集中在道外区、道里区的部分区域::而亮温的址低值主要集中在河流、湿地、草地等部分区域(如图1所示)。

1.2 地面亮度等级的划分

城市热岛效应主要是研究地面亮温的空间分布特征,通过对图像反演温度来实现的,热岛效应主要侧重的是下垫而温度相对强弱的空间分布特征.而季节、气候的变化改变的只是亮温的强度(即亮温大小),并小改变亮温的空间分布。因此.我们通过对地而亮温进行止规化处理来研究亮温等级的空间分布,从而研究哈尔滨城市热岛空间格局。

我们利用密度分割等技术手段对标准化的地面亮温进行等级划分[1],根据研究的需要,将地面亮温划分为5个亮温等级,分别为低温、次中温、中温、次高温、高温和特高温。

如图2所示,从地面亮温等级图上看,特高温首先主要集中在道外区的北新街、靖宇街、太古街等区域,并且连成个大的带状分布区,热岛效应区域相对比较集中。原因是道外是个老城区,人口相对集中,居民的热源主要来源于煤炭等些燃烧物,排放的热量比较大,再加上该区域部分工厂的存在,工业热量的排放,这些来自工业生产、日常生活等的大气污染物,使城市空气中二氧化碳、气溶胶微粒等有害物的浓度增加,增大了吸热能力,加剧了城市热岛效应,造成了该区域热岛效应比较严重;其次,道里区的西北部和西南部也是城市热岛效应比较严重的区域,分布在公路大桥区域、工农大街及城乡街等带,除了工业原因以外,还有城建区而积小断的扩大,即大量人工铺砌的道路、广场、建筑物的构建取代了绿地,地而蒸发蒸腾量少,导致大气温度上升;平房区主要分布在经济技术开发区域,热岛效应主要来自工业热源[2];再次,香坊区东北部的哈东站和安埠街等带,这些区域主要有部分工厂存在,工业热源是该区域城市热岛效应的主要原因;最后,火车站区域也是个重要的热岛效应区域,主要是四周高楼的存在,高楼密大,形成个近似封闭的区域,高楼和广场之间的多次反射和吸收,形成局部的小气候[3],外加上大量人员的聚集和流动,也造成了该区域的热岛效应比较严重。

高温区域和特高温分布的区域[4]相似,主要分布在特高温的周围,但是市区要是以中温为主,与城区的扩展相吻介。另外,市区内低温区域主要是城市中水体和植被,其分布处于中温、较高温区和特高温区中间,在哈尔滨市区分散分布,主要分布在些公园、森林分布区域和些水体,例如森林植物园、林业大学林场、兆麟公园、松花江等,在热红外图像上形成了城市热岛空洞现象[5],受其影响,其周围地域的地而亮温也比较低,宋丽萍[6]等在分别对亚特兰大等些美国城市和上海市的热岛效应进行研究时,也都得出过类似的结论,叫见植被对缓解城市的热岛效应有很重要的意义。因此,要提高城市的人均绿地占一有率。

由图3可以看出,哈尔滨火车站――王兆屯火车站――香坊火车站――太平桥火车站――哈尔滨火车站以及王兆屯火车站――香坊火车站――平房火车站――王兆屯火车站这两条火车线,也是地面高温、特亮温的所在区域,铁路沿线地带也是市区热岛效应比较严重的区域,主要山于道路的建设和铁路线的通过,促进沿线地区的经济发展,加快其城市化速度建设,造成城市热岛效应的加强。

2 结论

本文具体分析哈尔滨城市热岛效应的具体情况,以及是何种的原因导致了不同区域的热岛效应强弱的差别;并研究问题的形成以及Landsat/TM灰度级来表示图像上的不同温度;并且了解了热辐射基本规律[7],通过获得的数据进行分析计算得到地面的亮温信息,根据自己的规定划分出高温低温的区域。

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