滨海城市化地区热岛效应的遥感分析研究——以青岛地区为例
城市热岛效应是城市化过程中产生的最显著的气象异常现象之一，随着城市化的发展，城市热岛效应的现象也越来越严重，应用遥感技术对其进行分析研究是当前热岛效应研究的趋势和热点。沿海地区是中国城市化水平最高地区，在过去的30年间，城市面积急剧扩展，产生的城市环境问题要高于内陆地区。但是，由于沿海城市优越的气候环境，对城市热岛效应的关注度远未有内陆地区的强烈。因此，本研究以典型沿海城市青岛地区作为城市地面热场环境演变的研究对象，为城市规划与环境管理提供一定的决策支持，对沿海地区热岛效应的研究具有示范作用和借鉴作用。 研究首先利用Landsat TM/ETM+数据进行青岛地区地表温度的反演,采用大气校正法、单窗算法、单通道算法分别进行地表温度的反演，并将反演结果与亮温相比较，得出三种算法反演出的结果总体趋势比较接近，其中单窗算法对本研究来说比较适合。鉴于地表温度反演过程的复杂性，为了方便以后的地表温度反演工作，本研究利用ENVI/IDL和ArcGIS Engine开发一套包括遥感图像预处理模块的地表温度反演系统软件。 分别采用1990年、2000年、2010年三个时相的TM/ETM+数据反演出青岛地区的地表温度。从空间分布上来看，三个时相的高温区都主要分布在城镇用地较为集中的地区，并且从1990-2010年是呈逐年扩大趋势的。另外，本研究还比较了不同季节的城市热环境状况，结果发现青岛地区的热岛效应在夏季比较明显。 为了分析青岛地区城市热岛效应的驱动机制，本文从下垫面、土地利用/覆盖变化（LUCC）、社会经济三个方面进行阐述，最后通过空间主成分分析法揭示其主要成分。下垫面包括海拔高程、坡度、植被覆盖度、不透水表面组分、离海岸线距离等因子，分别将上述因子与地表温度做相关性分析，结果发现除了离海岸线距离外都与地表温度存在着显著的线性关系。对于LUCC与城市热岛效应关系的研究分别从不同土地利用类型热效应、城区扩展对城市热岛效应的影响、土地利用程度与热岛效应的关系等方面进行分析。分析揭示了未利用土地和城乡、工矿、居民用地等类型的地表温度最高；耕地和城乡、工矿、居民用地等类型的热效应贡献度最高；从2000年到2010年城市扩展方向与热岛扩展方向一致，城市扩展是这期间热岛效应形成的主要原因；2010年土地利用程度综合指数与地表温度之间呈正相关关系。对于社会经济因素方面对城市热岛效应的研究，采用的是稳定灯光值作为分析指标与地表温度之间做相关性分析，结果表明两者之间的相关性十分明显且呈正相关性。最后采用空间主成分分析方法提取出影响城市热岛效应的主成分因子，其中1990年的主成分因子分别为植被覆盖、景观格局、坡度、地表覆盖；2000年的主成分因子分别为植被覆盖、景观格局、社会经济活动、城市建设；2010年的主成分分别是土地利用、植被覆盖、景观格局。通过加权求和模拟出城市热岛效应的综合因子，发现该因子与地表温度之间有着良好的相关性，同时也说明了提取的主成分可以很好的模拟青岛地区城市热岛效应形成的原因。
滨海城市;热岛效应;遥感分析;生态环境;驱动机制
中国海洋大学
硕士
环境规划与管理
马安青
2013
中文
X16;X87
94
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）