基于定量遥感的武汉城市热岛强度时空格局演变分析_史超
城市热岛时空特征及其影响因素
城市热岛时空特征及其影响因素城市热岛时空特征及其影响因素引言随着城市化进程的加速，城市热岛现象成为一个全球性问题，并对城市居民生活和环境造成重大影响。
本文将探讨城市热岛的时空特征以及影响因素。
一、城市热岛的时空特征1. 年内变化：城市热岛现象在不同季节和时间段内具有显著差异。
夏季是城市热岛最明显的时候，尤其是在炎热的天气条件下。
冬季城市热岛现象较弱，甚至可能消失。
2. 日内变化：城市热岛现象随着时间的变化而变化。
白天，城市热岛效应表现为市区温度高于郊区，而晚上则相反。
这与城市地表材料的热惯性和建筑物热辐射特性有关。
3. 空间变化：城市热岛现象存在空间分异。
通常来说，城市中心区具有最明显的热岛效应，而郊区、绿地和水体等开阔区域则较为凉爽。
城市化的程度、建筑物密度和绿地覆盖率等因素会影响城市热岛的空间变化。
二、城市热岛影响因素1. 城市化程度：城市化程度越高，城市热岛现象越明显。
高密度的建筑物和大面积的硬质地面都会使城市吸收更多的太阳辐射热量，并在夜间释放。
此外，城市材料的热容量相对较低，热惯性也较弱，加剧了城市热岛现象。
2. 绿地覆盖率：绿地的存在可以降低城市的热岛效应。
植被具有良好的蒸散作用和调节温度的能力，在夏季可以降低地表温度，并提供阴凉空气。
因此，绿地覆盖率越高，城市热岛效应越弱。
3. 水体存在：水体具有较高的热容量和热惯性，可以吸收和释放大量的热量，起到调节城市温度的作用。
城市周围的水体不仅可以减少城市的热岛效应，还可以提供凉爽的微风和水面的蒸发，增加城市的舒适度。
4. 建筑特征：建筑物的高度和密度对城市热岛效应有重要影响。
高层建筑会阻挡风流，抑制热对流，增加热辐射。
同时，高密度建筑会使地表积聚更多的热量，加剧城市热岛现象。
5. 污染物排放：城市污染物的排放也会影响城市热岛效应。
大量的排放物会形成气溶胶和颗粒物，减少太阳辐射到达地面的能量，并增加大气层的吸热。
这将使城市更容易发生热岛效应。
基于GIS和遥感技术的城市热岛效应监测与分析
基于GIS和遥感技术的城市热岛效应监测与分析城市热岛效应（Urban Heat Island，简称UHI）是指城市内部相较于周围农田和郊区而言，城市气温更高的现象。
这是由于城市中的建筑、道路、工厂等热源的释放和热容量的积累，以及城市化进程中的土地覆盖和土地利用变化所导致的。
城市热岛效应不仅会增加城市的能源消耗，还会对城市生态环境和居民的健康造成负面影响。
因此，对城市热岛效应进行监测与分析具有重要意义。
为了更好地了解和应对城市热岛效应，地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）和遥感技术被广泛应用于城市热岛效应的监测和分析。
GIS技术是一种用于管理、分析和展示地理空间数据的工具，而遥感技术则通过感知地面的电磁波辐射，获取地物信息。
结合GIS和遥感技术，可以实现城市热岛效应的定量评估和空间分析。
首先，GIS和遥感技术可以用来获取城市内的地表温度数据。
遥感卫星可以通过热红外传感器获取大范围的地表温度数据，而无需直接接触地面。
这些温度数据可以用来识别城市热岛效应的存在和程度。
其次，利用GIS技术，可以对城市热岛效应的分布进行空间分析。
通过遥感图像和地理数据的相互叠加，可以确定城市中不同区域的热岛效应的强度和分布格局。
例如，可以通过热岛强度指数（Urban Heat Island Intensity，简称UHII）来量化城市热岛效应的程度，从而定量评估城市热岛效应的影响。
此外，GIS技术还可以分析城市规划和土地利用对热岛效应的影响，为城市规划和管理提供科学依据。
另外，GIS和遥感技术还可以帮助预测和模拟城市热岛效应的未来发展趋势。
通过收集历史遥感数据和城市发展数据，可以建立城市热岛模型，从而模拟并预测未来城市热岛效应的演变。
这对城市规划和气候适应具有重要意义。
此外，GIS和遥感技术还可以结合其他环境数据（如气象数据、空气质量数据等）进行综合分析，以更全面地理解城市热岛效应对环境和人类健康的影响。
城市热岛效应遥感监测与分析研究
城市热岛效应遥感监测与分析研究城市化进程的不断加速对城市环境造成了诸多影响，其中城市热岛效应是一项重要的问题。
城市热岛效应指的是城市地区相对于周围乡村地区温度明显升高的现象。
这种现象在全球范围内尤为普遍，并对城市的生态环境、人类健康和能源消耗等方面带来了挑战。
遥感技术在城市热岛效应的监测和分析中发挥了重要的作用。
遥感技术能够获取城市地区的高时空分辨率的温度数据，从而可以更准确地描绘出城市的热分布特征。
通过遥感监测，研究人员可以获取大量的温度数据，对城市热岛效应进行定量分析和研究。
在城市热岛效应的遥感监测中，热红外遥感是最常用的技术。
热红外遥感仪器能够测量地表和建筑物的辐射温度，通过分析这些温度数据，可以研究城市中不同区域的热岛效应强度和分布特征。
热红外遥感的优势在于能够全天候、全时段地获取温度数据，对于城市热岛效应的监测具有较高的精度和时效性。
在城市热岛效应的分析研究中，遥感技术可以用来定量评估城市化对地表温度的影响。
研究表明，城市化过程中的人类活动和建筑物密度的增加，会导致城市地区的温度升高。
通过遥感监测，可以在不同时间尺度上对城市热岛效应变化的趋势和规律进行分析和预测。
这样的分析研究有助于加深我们对城市热岛效应形成机制的理解，并提供科学依据为城市规划和环境保护提供参考。
此外，遥感技术还可以与地理信息系统（GIS）相结合，实现城市热岛效应的空间分析和建模。
通过将遥感数据与地理信息数据进行空间叠加和分析，可以揭示出城市不同区域的热岛效应分布差异。
这有助于研究人员了解城市不同区域的热环境特征，为城市规划和建设提供科学依据。
此外，城市热岛效应的研究还可以结合气象数据，比如风速、气温等，对城市热岛效应的形成机制进行更深入的分析。
通过对遥感数据、地理信息数据和气象数据的综合利用，可以建立城市热岛效应的数值模型，从而更准确地预测城市热岛效应的发展趋势。
总之，城市热岛效应对城市化进程带来了许多挑战，但也给我们提供了科学研究的机会。
武汉市热环境遥感方案设计
武汉市热环境遥感方案设计1城市热岛效应简述城市热岛效应指城市比周围地区温度高，是城市对气温影响最突出的特征，也是城市气候与城市大气环境最重要的特征之一；城市热岛效应是在城市化的人为因素（以下垫面性质的改变、人为热和过量温室气体排放、大气污染等为主），以及局地天气气象条件共同作用下形成的。
城市热岛直接对当地有关气候要素产生多种影响，尤其在夏季可增加高温出现的频率并加重高温程度。
2武汉市热环境遥感研究目的武汉市是我国四大火炉之一，城市热岛效应突出。
尤其是夏季，高温闷热，令人感觉犹如置身于蒸笼之中。
此外，由于城市热岛的热动力学作用使空气形成由郊外吹向市区的局地风，把从市区扩散到郊外的污浊空气又送回市区，使烟尘和有害气体在市区上空滞留时间延长，市区空气污染危害加剧。
因此，对城市热岛进行检测也是综合评价城市环境质量、检测城市发展对环境影响的重要组成部分。
城市热岛研究的常规方法有很多，如“城郊对比法”、“历史对比法”，一般多采用地面气象站定点监测或线路流动观测等手段，常用指标是气温（即距地表 1.5m高的大气温度），其塑造的热岛称为“城市气温热岛”。
由于传统研究的观测点位密度不大、流动线路有限，所得的数据同步性不佳，且通过样本空间插值所得到的热岛信息有时不能很好地表征研究地区的总貌或细部，这就限制了对热岛平面展布、内部结构的深入研究。
随着遥感技术的发展，观测数据的时相、空间及光谱分辨率大幅提高，利用卫星影像进行由点到面的资料提取，可以周期性动态地监测热环境的变化趋势。
目前遥感地表参数已成为研究城市热岛效应的有效手段。
3利用遥感研究热岛效应的理论依据和主要技术3.1 利用遥感研究热岛效应的理论依据根据斯特凡—玻尔兹曼定律，Q L =εσT4。
其中：Q L —地面目标热辐射能量；ε—地物的发射率；σ—斯特凡—玻尔兹曼常数；T —地表温度（以K 计）。
因此，根据热红外波段的数据，就可以推知地面的温度状况，进而获取地表面热存储分布信息。
基于遥感和测绘技术的城市热岛效应监测与分析方法
基于遥感和测绘技术的城市热岛效应监测与分析方法城市热岛效应是指在城市地区，由于人类活动和建筑物的存在，导致城市表面温度高于周边非城市地区的现象。
这一现象在城市化进程中越发显著，给城市生态环境、人居舒适度和能源消耗等方面带来了诸多问题。
因此，基于遥感和测绘技术的城市热岛效应监测与分析方法显得尤为重要。
一、遥感技术在城市热岛效应监测中的应用遥感技术是一种通过人造或自然的传感器获取地球表面特征信息的手段。
在城市热岛效应监测中，遥感技术可以帮助获取大范围、高时空分辨率的地表温度数据，进而分析城市热岛效应的变化和空间格局。
首先，遥感技术可以通过使用热红外传感器来获取城市地表温度。
热红外遥感传感器可以测量地表红外辐射，从而得到地表温度数据。
借助遥感技术，可以对整个城市范围的地表温度进行遥感测量，快速获得热岛效应分布的总体格局。
其次，遥感技术还可以通过计算地表温度与空气温度的差异来评估城市热岛效应。
由于城市中建筑物、道路和车辆等导致地表温度升高，因此地表温度与空气温度之间存在明显差异。
通过遥感数据分析，可以定量评估城市热岛效应的严重程度，并辅助制定相应的城市热岛效应治理策略。
最后，遥感技术还可以利用时间序列分析方法，探究城市热岛效应的演变趋势。
通过连续获取城市地表温度的遥感数据，并进行长期统计和分析，可以揭示城市热岛效应的季节性、年际性和长期变化趋势，为城市规划和生态环境建设提供科学依据。
二、测绘技术在城市热岛效应监测中的应用测绘技术是一种获取地球空间信息并加以处理和分析的手段。
在城市热岛效应监测中，测绘技术可以帮助获取更为详细和准确的地表温度数据，进一步分析城市热岛效应的成因和影响因素。
首先，测绘技术可以通过设置气象站点并安装遥感测量设备，实时监测并记录城市各个地区的地表温度。
通过测绘技术获得的地表温度数据更为准确，可以提供更为精细化的城市热岛效应分布格局和变化趋势。
其次，测绘技术可以帮助获取城市地形和建筑物信息，从而更好地理解城市热岛效应的成因。
基于遥感技术的城市热岛效应研究综述
区的污染气 体又重新 地被 吹回市 区 ，增强了市 区空气 的污染。
大气 的辐 射之 和 ，可方 便地 换成 卫 星亮温 。 星 亮温 、地 温
２ １ 年 第 ９期 （ 第 ５ ０１ 总 ７期 ）
３
基 于遥感 技术 的城 市热 岛效应 研 究综述
和气 温一者 之 问关系 密切 ，冈而 基于温度 的城市 热 岛监测方 法便 成 为进行 城市 热 岛研究 最常用 、最 观的方 法 。根据 Ｊ 处理 温度手 段 的不 同温度监 测方法 又可 以分为两 小类 ：基于 亮度 温度 的监测方 法和 基于地 表温度 的监测 方法 。基 于亮温
能 源释放 大苗热 能 。
进行城 市热 岛研究 一般 都假设 由于城 市 区域 范 罔有限 ，可 以 认 为研 究 区水汽状 况近 似一致 ，冈而大气对 辐射亮 温 的影响 可 以忽 略 。但是 ， 由于 地表热 辐射在 其传 导过程 中受 到大气 和辐射 面 的多重影 响 ，卫星遥 感所观 测到 的热辐射 强度 已不 再是单 纯 的地 表热 辐射 强度 ，亮 温 同地表真 实温度 往往相 差 很大 ，有 时达 到 ５～６ Ｋ，冈而使用亮 温直接 进行城 市热 岛研 究 有着很 大 的局 限性 ｐ。 Ｊ
３１ ．． 象站法 。 统的 热岛 效应运 用气 象站 历史数 据 ， 取 １气 传 选
从城市 热 岛的产 生原 因 、危 害 和防 止等方 面人 手 ．取得 了很 大 的进 展 。随着 遥感 技术 等现 代科技 的 广泛应 用 ，在新 技术 的支持下 ，城市 热 岛效应 的研究 也进 人 了一个 新 阶段 。
产 生城 市 热 岛效应 的主要 因素 有 ： １）市 区人 口密 度 、 （
３１ ． ３运 动样 带法 。 动样 带法通 常是 在 车辆上 安装气 温测 定 ． 运 传感 器 ， 连接 着一个 便 携式 的数 据采集 器 。 并 一般数 据每 １ｓ ６
地理科学专业论文 基于遥感的城市热岛效应研究
西安交通大学毕业设计（论文）基于遥感的城市热岛效应研究学院名称地理与规划学院专业名称地理科学学生学号12345678学生姓名学生姓名指导教师教授姓名助理指导老师老师姓名202X年X月摘要本文利用丰城市2010年landsat5 TM影像数据，运用遥感数据温度反演和监督分类等数据分析手段，综合研究丰城市地面温度分布与城市土地利用类型间的相关性。
得出城市下垫面及人工热源等因素与城市地面热力场分布息息相关，而水体及城市绿化面积对城市热效应有积极缓解作用等结论。
最后将之与北方大城市的城市热岛效应研究情况相比较，总结出南方中小城市的热岛效应的特点，即热岛效应相对较轻，市中心与郊区温差存在但相对较小，河流与植被对其的影响非常显著。
由此可见，丰城市今后的城市规划发展，应直视城市热岛问题，合理布局城市各项工程用地建设，切实践行城市可持续发展所提倡的“生态城市”建设，制定合理的城市发展战略，力求人工环境与自然环境的统一。
关键词：遥感；热岛效应；土地利用；南方中小城市；丰城市AbstractThe Fengcheng City 2010 landsat5 TM image data, using remote sensing data of temperature inversion and supervised classification data analysis method, a comprehensive study of the Fengcheng City ground temperature distribution and urban land use types of correlation. That urban underlying surface and artificial heat sources and urban ground thermal field distribution have closely relation, and water and urban greening area of urban heat effect is positive the alleviation effect conclusion. Finally compared with the big cities of the north of the urban heat island effect research, summed up the characteristics of the urban heat island effect in medium-sized and small cities in the south.The heat island effect is relatively light, downtown and suburban temperature difference exists but is relatively small, rivers and vegetation on the effect is very significant. Thus, Fengcheng City Urban Planning in the future development should be open urban heat island, reasonable layout of urban projects in the construction, cut practice for urban sustainable development advocated by the "ecological city" construction, formulate rational urban development strategy, strive for the unity of the artificial environment and the natural environment.Key words: RS;urban heat effect;land use;Medium-Small-Sized Cities in the Southern China;Fengcheng City第1章绪论1.1 研究意义及背景在全球变暖和高速城市化的大背景下，世界上许多城市都出现了高强度的城市热岛效应，特别是城市局部地区温度居高不下，给城市居住人口的生产生活带来极大影响。
基于LandsatTM影像的武汉市热岛效应研究
基于 Ｌ ｎ ｓ ｔ Ｍ 影像 的武汉市热 岛效应研 究 ａ ｄ ａ Ｔ
张杨 ，江平 ，陈奕云 ２ ，熊浩 宇 。 ，张 照男
１ ．中国人 民大学 土 地资 源管 理 系 ，北 京 １０ ７ ；２ 武 汉 大学 资源 与环境 科 学学 院 ，湖北 武 汉 ４ ０７ ０８ ２ ． ３ ０９
３ 武 汉 国土 资源 与规 划局东 湖 开发 区分 局 ，湖北 武 汉 ４ ０７ ． ３０ ９
生态环境学报 ２ １， １ ）８ ４８ ９ ０ ２ ２ （ ： ８ —８ ５
Ｅｃ ｌ ｇ ｎ ｎ ｉｏ ｍ ｅ ｔ ｌ ｃｅ ｃ ｓ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ ｉｎ ｅ Ｓ
ｈｔ：ｗｗ ｊｅｃｃ ｍ ｔ ／ ｗ． ｓｉｏ ｐ／ ｅ ． Ｅｍａ ：ｄｔｒ ｅｓｉ ｏ — ｉ ｅｉ ＠ｊｅｃ． ｍ ｌ ｏ ｃ
础 手段 。目前 应用 遥感 技术 在城 市热 岛研 究方 面主 要 集 中于 几个方 面 ：（ ） 市 地表 温度解 译方 法 研 １ 城 究 ，通过 不 同反演 算法 来 近似 描述下 垫 面真 实温 度 ［ ］ （ 城 市热 岛格 局 与演化 研究 ， 用卫 星遥 感 ４ ； ２） － ６ 利
和 天星洲 也有 分 布 ，主要 原 因是 白沙 洲和 天星 洲为
Ｔ ｋ ｍａｓ， ｉ Ｓ ｕｈ ｅｔ ａ ａ ［ ． Ｊ ｕｎ ｌ ｏ Ｅ ｖｒｎ ｎａ ａａ ｔ ｕ ｎ ｏ ｔｗ ｓ Ｊｐ Ｊ ｎ ］ ｏ ｒａ ｆ ｎ ｉ ｍｅ ｔｌ ｏ
Ｍ ａ ａ ｅ ｅ ｔ２ ０ ： ２ ７３ ０ ． ｎ ｇ ｍ ｎ ， ０ ９ ３ ９ － ３ ４
与地表辐射温度存在着 明显 的负相关性 ； 随着植被覆盖 的变化 ，城市建设用地的地表辐射温度明显 比其他土地类型敏感 ； 城
基于局地气候分区的武汉市城市热岛时空分异特征
第42卷 第4期2023年7月华中农业大学学报Journal of Huazhong Agricultural UniversityVol.42 No.4July 2023，98~106基于局地气候分区的武汉市城市热岛时空分异特征刘火胜1，李思韬2，宛浩凯2，余乾慧1，吴昌广21.武汉市公共气象服务中心，武汉 430040；2.华中农业大学园艺林学学院，武汉 430070摘要 为精细化评估武汉市城市热岛时空分异特征以辅助气候适应性设计工作，基于局地气候分区（local climate zone ，LCZ ）体系对武汉中心城区气温进行观测，分析了连续3 a 夏冬时段的6类建筑空间和3类自然空间热岛强度（urban heat island intensity ，UHII ）的时空分异，并探讨了不同LCZ 类型的日平均UHII 差异、逐时UHII 变化及同种LCZ 类内UHII 差异及其影响因素。
结果显示：各LCZ 在夏冬两季可保持稳定日平均UHII 类间差异，其中建筑高度越高的LCZ 类型其UHII 越高，特别是开阔高层（LCZ 4）和开阔中层（LCZ 5），而稀疏树林（LCZ B ）、茂密树林（LCZ A ）、开阔低层（LCZ 6）和零散建筑（LCZ 9）总体保持0 ℃以下；UHII 逐时变化方面，LCZ A 与其他LCZ 类型存在明显差异，日出后8 h 范围内LCZ A 表现为快速上升后下降，其他类型则呈快速下降后稳定上升趋势；单日内，各LCZ 的UHII 呈“夏强冬弱、昼弱夜强”的特性，其中LCZ 9与LCZ A 能够长时间维持“城市冷岛”效应以缓解局部热环境，而LCZ 4是唯一夏冬两季UHII 均保持在0 ℃以上的类型；具有中层高度特征的LCZ 2和LCZ 5表现出显著的类内UHII 差异，同类LCZ 位于城区中部地块受城市冠层通风阻碍的影响其UHII 比城区边界地块高。
研究结果表明，LCZ 类间UHII 差异在夏冬两季稳定存在，而LCZ 类内UHII 显著性差异主要受武汉城市空间结构的驱动，密集的中心城区由于通风效能低下和人为热排放频繁而更易于导致局部高温。
武汉市城市热岛效应影响的研究
武汉市城市热岛效应影响的研究武汉市城市热岛效应影响的研究【摘要】本文利用武汉市气象站及其周边4个县气象站1990―2021年的气象数据资料，计算了20年及其分时段的季节和年平均气温、平均最高和平均最低气温倾向率，城市热岛强度及其奉献率。
【关键词】城市热岛效应；变化规律；分析1.城市热岛效应城市热岛效应，是指城市白天吸收储存热能比郊区多，而夜晚城市降温比郊区缓慢，导致高温的城区处于低温的郊区包围之中。
有数据显示，武汉市中心城区平均气温比远城区高出1.8℃～2.2℃，在夏季温差更大【1】。
2.研究区域和数据来源研究区域位于城市的西北部，黄陂、新洲、江夏、蔡甸等4个郊区气象站分布在城市周围，离城区大约为50km。
对武汉市气象站、郊区代表站的1990-2021的平均气温、最高和最低气温3种序列进行t检验无超出显著水平0.01的不连续点。
比拟武汉市城区和郊区1990-2000年间及前后20年不同时段三种气温序列的变化趋势、城市热岛强度倾向率及热岛奉献率，并分析其非对称性变化[2，3]，定义：热岛强度倾向率=城区气温倾向率-郊区气温倾向率；热岛奉献率=热岛强度倾向率/城区气温倾向率。
2.1 气温的年度和四季变化规律查阅下表1，给出了武汉市年平均最高气温、年平均气温和年平均最低气温的变化曲线。
10年来，武汉城郊的年平均、最高和最低气温等6个序列大体上均呈上升趋势，最低气温>平均气温>最高气温。
城区年平均、最低和最高气温倾向率分别为0.951℃/10年，1.464℃/10年，0.616℃/10年，郊区那么相应为0.154℃/10年，0.203℃/10年，0.322℃/10年，城区最低气温的增温最显著，最高气温的增温最少，气温非对称性变化较明显。
无论城区或郊区，增温主要发生在后10年，前10年以降温为主。
在四季中，增温的速率顺序为冬季>春季>秋季>夏季，其中冬季和春季的增温速率相当，夏季平均最高气温为下降趋势。
湖北省教育厅办公室关于公布省级大学生创新创业训练计划项目的通知
湖北省教育厅办公室关于公布省级大学生创新创业训练计划项目的通知文章属性•【制定机关】湖北省教育厅•【公布日期】2013.11.12•【字号】鄂教高办[2013]14号•【施行日期】2013.11.12•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】高等教育正文湖北省教育厅办公室关于公布省级大学生创新创业训练计划项目的通知（鄂教高办〔2013〕14号）各普通本科高校：根据《省教育厅省财政厅关于“十二五”期间实施“湖北省高等学校本科教学质量与教学改革工程”的意见》（鄂教高〔2012〕7号）和《省教育厅办公室关于做好2013年省级和国家级大学生创新创业训练计划项目申报工作的通知》（鄂教高办函〔2013〕5号）精神，省教育厅组织专家对申报参加省级大学生创新创业训练计划高校的工作方案、项目管理办法及项目进行了审定，确定湖北大学“甲醇氧化羰基化反应催化剂合成与性能研究”等1412个项目（其中，创新训练项目1097项，创业训练项目186项，创业实践项目129项）为2013年度省级大学生创新创业训练计划项目。
经教育部审核通过的我省高校1980项（其中部委属高校1235项，省属高校745项）2012度国家级大学生创新创业训练计划项目，一并认定为2012年度省级大学生创新创业训练计划项目并予以公布。
大学生创新创业训练计划是实施素质教育的重要方式，是人才培养模式改革的重要方面，是提升大学生综合能力的重要途径。
各高校要高度重视大学生创新创业训练计划对推动人才培养模式改革的重要意义，进一步理顺校内管理机制，加强项目过程管理，保障经费投入，切实提高学生创新创业能力。
已入选国家级大学生创新创业训练计划项目的，要按照教高函〔2012〕5号要求开展科学研究和创业训练，切实落实经费投入，确保按期完成研究内容。
项目结束后，由学校组织项目验收。
各高校应对本校实施计划的整体工作情况进行年度总结，连同验收结果于每年12月报我厅。
遥感图像中的城市热岛效应检测方法研究
遥感图像中的城市热岛效应检测方法研究随着全球城市化进程不断加速，城市热岛（Urban Heat Island, UHI）现象也越来越严重。
UHI指的是城市中心区域温度高于周边乡村地区的现象。
热岛效应的形成根源在于城市化进程所带来的能量过剩，大量建筑物和交通工具等废气的产生，以及城市颜色和材料的影响等多种因素。
城市热岛对城市环境和公共安全的影响是不可忽视的，它会影响城市的气候、生态环境、城市布局和空气质量等。
因此，研究城市热岛现象的发展趋势和影响机制非常重要。
而借助遥感技术来对城市热岛现象进行检测，已经成为研究人员关注的热点之一。
遥感图像是通过卫星或飞机在空中拍摄的照片，可以捕捉到地球表面的细节信息。
利用遥感图像来检测城市的热岛现象，可以大大提高检测效率和准确性。
下面介绍目前常用的三种遥感图像检测方法。
1. 温度卫星数据法利用热红外卫星获取城市界面地表温度数据，然后根据所获取的数据进行城市热岛效应的分析。
这种方法能够精准地检测城市热岛现象，但需要获取大量数据，并且成本较高，且在不同时间和天气条件下所获取的数据可能存在误差。
2. 地面温度数据法通过地面测温仪器在城市地表进行数据采集，然后对所获取的数据进行分析。
这种方法需要大量的人力和物力，且常常会因为城市布局、天气变化等因素而导致数据误差。
3. 热红外遥感数据法利用全球定位系统和热红外成像仪获取遥感图像，然后对所获取的数据进行分析。
这种方法能够覆盖范围广，且成本相对较低，且能够在不同时间和天气条件下进行准确的数据处理，但其在城市热岛现象的检测上存在一些局限性。
需要注意的是，城市热岛现象的检测并不是简单的热度检测，诸如植被覆盖率、建筑物高度、风速等因素都可能影响城市热岛效应的检测，因此在进行城市热岛检测时需要考虑多种因素的影响和相互协调的因素。
总之，城市热岛现象的检测是一个复杂而又精准的工作，需要依靠遥感技术和地表测量等方法进行。
释放城市热岛对环境造成的影响，需要从源头进行调控，加强城市规划和管理，大力推广低碳生活和绿色发展理念，保护和改善城市环境，为人类谋取可持续发展的美好未来。
基于遥感的武汉市下垫面类型对城市热岛效应影响研究
基于遥感的武汉市下垫面类型对城市热岛效应影响研究作者：胡峻瑄来源：《科学家》2017年第17期摘要改革开放以来，我国城市化进程不断加快，随之而来的城市热岛效应也愈加严重。
利用遥感手段，可以对城市进行大面积的同步观测，具有时效性优势，同时具有很强的综合性与可比性，有利于城市热岛效应的研究。
本文利用Landsat 8遥感影像，利用大气校正法对中国“四大火炉”之一的武汉市2013年夏季的遥感影像进行了地表温度反演，结合GlobalLand30全球30m遥感地表类型分类产品，将武汉市分为了人造地表、水体与湿地、植被三类地表类型，定量分析了不同下垫面类型对城市热岛效应的影响。
温度反演结果显示人造地表有最高的平均温度，达40.5℃，植被为33.9℃，水体和湿地为31.2℃，即人造地表对温度有较强的升温作用，植被、水体与湿地有明显的降温作用。
本文可为城市规划、环境保护、旧城改造、宜居城市建设等项目中提供一定参考价值。
关键词武汉市；城市热岛；下垫面类型；遥感；Landsat8中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）17-0047-03彭少麟等[1-2]提出，城市热岛是由于城市下垫面性质的改变等原因使城市温度明显高于郊区，形成类似高温孤岛的现象；李延明等[3]也同样指出城市热岛效应与城市下垫面密切相关。
目前研究人员对城市下垫面类型会对城市热岛效应产生影响已成共识。
因此，本题目拟通过遥感影像，研究相同光照条件下，城市地表温度与下垫面种类之间的联系，定量分析不同下垫面种类对城市热岛效应的影响。
本文基于Landsat 8遥感影像，利用大气校正法对中国“四大火炉”之一的2013年武汉市夏季遥感影像进行了地表温度反演，结合GlobalLand30全球30m遥感地表类型分类产品，将武汉市分为了人造地表、水体与湿地、植被三类地表类型，定量分析了不同下垫面类型对城市热岛效应的影响。
1 研究区域与研究数据1.1 研究区域武汉是我国华中地区的特大工业城市，人口超过1 000万，经过多年的工业化、城市化建设，城市下垫面类型发生了巨大变化。
基于高精度卫星影像的城市热岛效应分析方法
基于高精度卫星影像的城市热岛效应分析方法随着城市化进程的加速，城市热岛效应成为一个全球性的问题。
城市热岛效应指的是城市内部相较于周围农村地区温度更高的现象。
热岛效应的出现给城市带来了许多不利影响，如增加能源消耗、加剧气候变化等。
因此，准确分析城市热岛效应的变化和影响成为了城市规划和生态环境保护的重要课题。
高精度卫星影像广泛应用于城市热岛效应的分析中，其可提供大范围、高分辨率的空间数据。
在基于高精度卫星影像的城市热岛效应分析中，一般可以采用以下几个步骤：1. 高精度卫星影像获取与处理首先，需要获取高精度卫星影像数据。
这些数据可以从相关机构或卫星影像提供商处购买或申请。
获取到卫星影像后，需要进行处理，消除大气、云层等因素对影像的遮挡和干扰，以得到清晰的城市影像。
2. 热岛区划分通过对城市卫星影像进行图像分割和分类，可以将城市划分为不同的区域。
常见的方法包括基于像元值的阈值分割和基于像元组合特征的聚类分析。
通过热岛区划分，可以获得不同区域的温度分布情况。
3. 温度计算与分析利用高精度卫星影像中的热红外信息，可以计算城市不同区域的温度。
一种常见的方法是通过反射率与温度的关系模型，将卫星影像中的灰度值转化为温度值。
通过对温度数据进行统计分析和空间插补，可以得到城市的温度分布图。
4. 影响因素分析城市热岛效应的形成与多个因素相关，如建筑物密集度、绿地覆盖率、土地利用方式等。
利用高精度卫星影像的多光谱信息，可以对这些因素进行提取和分析。
通过对不同因素与温度之间的关系进行统计和建模，可以揭示城市热岛效应的形成机制，并为城市规划和环境改善提供指导。
5. 预测与模拟基于高精度卫星影像的城市热岛效应分析还可以进行未来的预测和模拟。
通过建立城市热岛效应的动态模型，利用历史数据和影响因素的变化趋势，可以预测未来城市温度的变化。
这对城市规划者和决策者来说具有重要意义，可以帮助他们制定相应的措施来应对城市热岛效应的影响。
综上所述，基于高精度卫星影像的城市热岛效应分析方法具有广泛的应用前景。
基于遥感和GIS的城市热场分布规律研究
中国科技期刊数据库 工业C2015年49期 251基于遥感和GIS 的城市热场分布规律研究宋 云四川省地质调查院，四川 成都 610081摘要：城市热环境的综合效应是人的社会和经济活动的表面的物理特性，是一个全面的，反映了城市的生态环境。
城市热环境的城市热岛效应发生了变化，区域气候，水文城市空气质量，城市，城市生物多样性和生态过程的城市，循环能源分布和行为的土壤的物理和化学性质的影响，造成了一系列的生态环境问题，影响乘员的舒适性和健康水平。
城市扩张和热岛效应也有着密切的联系，在很大程度上改变了市区热力学特点，对全球气温的影响。
城市热环境中的普遍关注，由于对周围环境的城市热岛效应，最引人注目的是温度的变化，改变一个城市的散热面积，以反映温度的变化。
关键词：遥感技术；城市热场；分布规律 中图分类号：P208;X16 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)49-0251-021 遥感和GIS 的城市热场分布规律概述目前，多应用的技术和现场热利用城市的研究遥感数据NOAA TM 热红外波段的分析城市热岛的空间分布。
研究表面温度和亮度温度热场的SmallC 使用NOAA 气象卫星之间的定量关系，我们的一些研究人员正在申请不同的技术来分析亮度温度和市区，热岛效应之间的关系，如利用NOAA-AVHRR 数据赵红旭第四亮度温度带了研究低纬度高原城市昆明的影响城市热岛;周红妹等NOAA 和TM 数据，分别从城市热岛效应不同的角度在上海进行了分析;杨霖利与NOAA-14卫星资料反演兰州热岛效应的特点;上海获得城市的温度下，其热景观，详细结构及其成因Q6亮度分布区陈云浩使用的数据进行了分析。
同时，为了进一步探索驱动热环境，建模和热环境预测的因素，许多城市的热环境模型，研究了结构和演化，而成为环境热远程研究之一认为重要的内容。
笔者选择合肥作为研究对象，利用遥感数据，通过ArcGIS 空间分析能力，研究市区及其时空热环境的变化，定量反演出热场的信息。
基于遥感分析土地利用变化对武汉城市热岛的影响
基于遥感分析土地利用变化对武汉城市热岛的影响
作者：苏振华， 何报寅， 丁超， 刘芳， 寇杰锋， SU Zhenhua， HE Baoyin， DING Chao， LIU Fang，KOU Jiefeng
作者单位：苏振华,丁超,刘芳,寇杰锋,SU Zhenhua,DING Chao,LIU Fang,KOU Jiefeng(中国科学院测量与地球物理研究所,武汉430077;中国科学院大学,北京100049)， 何报寅,HE Baoyin(中国科学院测量与地球物理研
究所,武汉,430077)
刊名：
华中师范大学学报（自然科学版）
英文刊名：Journal of HuaZhong Normal University(Natural Sciences)
年，卷(期)：2015,49(1)
引用本文格式：苏振华.何报寅.丁超.刘芳.寇杰锋.SU Zhenhua.HE Baoyin.DING Chao.LIU Fang.KOU Jiefeng基于遥感分析土地利用变化对武汉城市热岛的影响[期刊论文]-华中师范大学学报（自然科学版） 2015(1)。
基于ETM 遥感数据的城市热岛效应现状研究的解决方案
基于ETM+遥感数据的城市热岛效应现状研究的解决方案1.引言城市热岛效应(Urban Heat Island Effect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。
在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就像突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。
由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相反的热力环流。
随着城市化进程的加快，我国城市热岛效应越来越明显，已成为影像城市可持续发展的八大环境问题之一。
目前已有许多围绕城市热岛的研究，并随着 RS 和 GIS 手段的进步，学者们开始通过 RS 及 GIS软件分析出城市热力环境状况信息，调查城市热岛效应。
至今遥感用于城市热到效应研究已有近 40年的历史。
本方案以香港九龙及港岛部分地区为例，运用 RS 和 GIS 技术，利用 ETM+影像，分析香港九龙及港岛地区热岛效应的分布及其与相应下垫面类型的对比关系，针对改善城市夏季酷暑环境及未来城市发展提出建议，并展望了城市热岛效应的研究方向。
图 1 城市热岛效应现状及评价技术路线2.数据准备及预处理DEM 数据，以及 ETM+两期影像，分别为 1999 年和 2003 年，对影像进行几何精校正。
3.研究方法3.1 地表温度计算根据史蒂芬-波尔茨曼定律, 地物的辐射强度与温度的 4 次方成正比，所以地物温度的微小差异就会引起热红外辐射的明显变化。
热红外波段(8-14μm) 是研究地表热辐射特性的一般窗口, 该波段内太阳辐射能量很小，地物反射的太阳能量可忽略不记，故遥感在热红外波段内所响应的主要是地物本身的热辐射。
本方案利用 ETM+热红外亮温计算公式将第六波段影像灰度值转换成像元亮温值。
由于大气辐射和地表热特性的影响，卫星高度的亮温与实际地表温度有较大差距。
因此对于要求精度较高的地面热量空间分析，需要进行精确的地温反演。
本方案采用单通道算法计算地表温度。
3.1.1 像元灰度值转换为辐射亮度首先将像元灰度值转换为大气上界传感器的辐射亮度，计算公式如下：L = 0.0370588 × DN + 3.2其中 L 为辐射亮度(W·m-2·sr-1·μm-1)，DN 为像元灰度值。
武汉市城市热岛气象等级标准研究
武汉市城市热岛气象等级标准研究
庞晶;刘火胜;袁凯;覃军;李明;徐迎春
【期刊名称】《气候变化研究快报》
【年(卷),期】2018(007)004
【摘要】本文通过分析2013~2016年武汉市国家和区域自动气象站不同季节及全年气温(日最高气温、日最低气温、日平均气温)分布状态,得到武汉地区气温的时空分布特征,并通过调研和基于地理信息系统完成了武汉城区和郊区代表站点的选择,分别计算了最高气温、最低气温、平均气温城市热岛强度,并研制出武汉城市热岛气象等级标准,用于指导市民生活工作等活动。
【总页数】6页(P252-257)
【作者】庞晶;刘火胜;袁凯;覃军;李明;徐迎春
【作者单位】[1]中国地质大学(武汉),湖北武汉;[2]武汉市气象局,湖北武汉;[2]武汉市气象局,湖北武汉;[2]武汉市气象局,湖北武汉;[1]中国地质大学(武汉),湖北武汉;[2]武汉市气象局,湖北武汉;[2]武汉市气象局,湖北武汉
【正文语种】中文
【中图分类】P4
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1.景观格局对城市热岛效应影响研究--以武汉市为例 [J], 王迎迎;许玮
2.武汉市城市热岛效应影响的研究 [J], 洪旭
3.改进的武汉中暑气象模型及中暑指数等级标准研究 [J], 陈正洪;史瑞琴;李松汉;
王瑛;卢明
4.基于遥感的武汉市下垫面类型对城市热岛效应影响研究 [J], 胡峻瑄;
5.武汉市纳税信用等级武汉市纳税信用等级“A级纳税人”光荣榜 [J],
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基于遥感技术的城市热岛问题研究
基于遥感技术的城市热岛问题研究
王传东
【期刊名称】《城市建筑》
【年(卷),期】2013(000)004
【摘要】城市热岛效应是城市化带来的较为明显的副产品之一，对城市气候环境造成了巨大的影响。
遥感技术具有覆盖率广、同步观测等特点，在城市热岛问题研究中发挥着巨大的作用。
本论文总结了前人利用遥感技术在城市热岛问题方面的研究方法，为今后该方向的研究奠定了基础。
【总页数】1页(P228-228)
【作者】王传东
【作者单位】武汉大学城市设计学院，武汉 430072
【正文语种】中文
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——以成都地区为例 [J], 郑程
5.基于遥感技术的城市热岛效应研究——以成都地区为例 [J], 郑程
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1． 1 数据及其预处理
武汉地处长江中游，汉江与长江交汇处，地理位置为 东经 113°4' ～ 115°5'，北纬 29°58 ～ 31°22'，属北亚热带季 风性湿润气候，气 候 特 点 为 常 年 湿 润，夏 季 高 温，四 季 较 为分明。本 文 主 要 针 对 武 汉 三 镇 进 行 热 岛 效 应 强 度 研 究。选取 2002 年（ 1 月，3 月，7 月，10 月） 4 景 ETM 数据 分析武汉城市热岛强度的季节变化。为了消除大气环流 因素对地温反演精度的影响，选取了武汉市 2000，2004 及 2010 三年 9 月份的 ETM 影像进行城市热岛效应的年际 变化的分析。 根 据 研 究 需 要 对 源 数 据 进 行 辐 射 定 标、大 气校正、几何精校正及矢量裁剪等预处理，并完成了研究 区在不同年份的 ndvi 值计算。由于 ETM 数据在 2003 年 后数据存在明 显 黑 条 带，无 法 直 接 使 用，因 此，对 源 数 据 进行了条带修复处理。
收稿日期： 2014 － 06 － 14 作者简介： 史 超（ 1988 － ） ，男，安徽合肥人，助理工程师，硕士，2014 年毕业于中国地质大学（ 武汉） 遥感地质专业，主要从事遥感地
质及应用研究。
114
测绘与空间地理信息
2014 年
Key words： quantitative remote sensing； heat island intensity； seasonal variation； decade change； NDVI第 37 卷 第12 期 2014 年 12 月
测绘与空间地理信息
GEOMATICS ＆ SPATIAL INFOＲMATION TECHNOLOGY
Vol． 37，No． 12 Dec． ，2014
基于定量遥感的武汉城市热岛强度 时空格局演变分析
史 超1 ，王学平2 ，程 诚3
（ 1． 水利部 长江勘测技术研究所，湖北 武汉 430011； 2． 中国地质大学（ 武汉） 资源学院数学地质 遥感地质研究所，湖北 武汉 430074； 3． 华中师范大学 城市与环境科学学院，湖北 武汉 430079）
西北和东南两个方向为主向外延展； LST 同 ndvi 呈负相关关系，其中 ndvi 值下降 0． 1，则地表温度上升约 1． 4 ℃ ；
热岛强度同城市内水域面积大小亦呈负相关； 对比分析了城区多年植被覆盖及水体面积变化趋势，总结出绿地
等植被覆盖面积逐渐减小及湖泊面积逐步萎缩是造成武汉城市热岛强度增强的主要因素。
University of Geosciences Faculty of Earth Ｒesources Institute of Mathematical Geology and Ｒemote Sensing Geology，Wuhan 430074，China； 3． Huazhong Normal University College of Urban and Environmental Sciences，Wuhan 430079，China）
表比辐射率、大气透过率和大气平均作用温度。地表比辐
射率直接与地表构成状况有关，大气透过率和大气平均作 用温度可以根据近地面的大气湿度和平均气温来估计［8］。
单窗算法：
TS = ε1τ［α（ 1 － ετ － ψ） + （ β（ 1 － ετ － ψ + （ ετ + ψ） Tθ
－ ψTV］ 式中，α = － 67． 355 351，β = 0． 458 606，TS 为真实地表温 度，ε 为地表发射率。
Abstract： Based on quantitative remote sensing technology to reveal the Wuhan urban heat island effect in different season and years． First，select the 4 View （ 2002 1，3，7，10，） and 3 View （ 2000，2004，2010） ETM data inversion of land surface temperatures． Then，through heat island intensity index to data normalization，making more of the comparability of data． Compare 2002 4（ 1，3，7， 10） View image analysis Wuhan City heat island intensity in different seasons change and the reason for seasonal differences． Through 3 View（ 2000，2004，2010） ETM images to analysis on Spatial and Temporal variation，and also establish the correlation between the LST and ndvi，heat island intensity and water area ，to analysis change trend for ndvi mean，and the water area of many years for Wuhan city． The result indicates that Wuhan Urban Heat Island Intensity have showed significant seasonal variation． The spatial and temporal variation of Wuhan Urban Heat Island Intensity is that along rivers，mainly to the northwest and southeast directions scale － out． LST and NDVI showed a negative correlation between NDVI values decreased by 0． 1，the surface temperature increased by about 1． 4℃ ，also negatively related to the heat island intensity the same city water area size． Comparative analysis of the trend of years of urban vegetation cover and water area summed up the green vegetation coverage area gradually reduced and shrinking of the lake area is the main factors for Wuhan urban heat island intensity enhanced．
1． 2 陆地表面温度（ LST） 反演方法
根据 Land sat 热红外单通道的特点，选用单窗算法进 行地表温度（ LST） 反演。覃志豪等（ 2001） ［7］依据地表热辐
射传导方程，经多次假设及反复试验，建立了适用于 TM 6
反演地温的算法。鉴于此算法适用于单通道的热红外遥感
数据，所以称之为单窗算法。该算法仅需 3 个基本参数： 地
ψ = （ 1 － τ） ［1 + （ 1 － ετ） τ］
τ 为大气总透过率，Tθ 为星上辐射温度，TV 为大气平 均温度，可通过以下公式求得 TV ：
TV = 16． 011 01 + 0． 926 21T0 T0 为近地面大气温度（ K） ，τ 可通过大气总水汽含量 W（ g / cm2 ） 估算： 若 W 落在 0． 4 ～ 1． 6 g / cm2 之间，则：
0引言
城市热岛效应是城市气候类型特征之一，指城市气温 明显高于周边地区的现象，是人类人为改造自然而引起的 局地气候变化的综合现象。随着全球性工业化及城市化 进程的不断加快，城市热岛效应愈来愈显著，并逐渐影响 城市生态环境以及城市居民的日常生活［1 － 3］。目前，研究 城市热岛效应的方法有： 基于区域气象资料的研究、基于 利用区域气候模式、边界层模式等的模拟研究［4］； 基于定 量遥感技术反演地表温度方法监测城市热岛效应。利用 常规气象资料的研究受条件限制，无法从宏观的角度揭示 城市热岛效应产生机理，而遥感手段具有高时效性和宏观 性等特点，能有效地监测热岛效应及其变化情况。基于定 量遥感反演出的热岛效应主要是显示陆地表面温度的空 间分布，利用遥感手段监测城市热岛效应，对此我国学者 进行了广泛的探索和研究。
及形成原因。比较 2000 年，2004 年，2010 年三个不同年份地温数据，探讨热岛强度年际时空格局演变，建立 LST
与 ndvi、城市热岛强度与水域面积间的相关关系，分析武汉市城区多年 ndvi 均值以及水域面积的时间变化趋势。
结果显示： 武汉市城市热岛强度存在明显的季节差异； 年际热岛强度空间演变格局表现为以沿江地带为中心，以
摘 要： 应用定量遥感揭示武汉市热岛强度在不同季节和不同年份的时空格局演变。首先，选取 2002 年（ 1 月，3
月，7 月，10 月） 及 2000 年，2004 年，2010 年 7 景 ETM 数据反演地表温度； 其次，经热岛强度指数归一化地温数
据，使数据间更具可对比性。对比 2002 年不同季节地温反演数据，分析武汉市热岛强度在不同季节的变化情况
关键词： 定量遥感； 热岛强度； 季节变化； 年际演变； NDVI
中图分类号： P237
文献标识码： A
文章编号： 1672 － 5867（ 2014） 12 － 0113 － 05
Analysis on Spatial and Temporal Variation of the Urban Heat Island Intensity Based on Quantitative Ｒemote Sensing in Wuhan City