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基于TM/ETM+数据的成都市城市热岛效应研究

作　者: 郭振华
导　师: 杨武年
学　校: 成都理工大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 城市热岛效应 地表温度反演 Spatial Modeler 遥感
分类号: TP751
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着我国经济建设飞速发展、人口数量不断增加，城市规模正逐渐扩大，由此引发了诸多环境、气象问题。城市热岛效应指市区气温明显高于郊区的现象，它不仅会给人类的生活带来诸多危害，还会增加高温灾害的发生几率，导致气候、地理等自然灾害。成都是西南地区的政治、经济、文化中心，在西部大开发的不断推进下，近10年来发展尤为迅速，城区范围不断向外扩张，热岛效应变化明显。此外，鲜有学者对近年来成都市热岛效应进行过研究。因而，有必要研究成都市热岛效应及其相关问题，并采取有效措施控制并缓解热岛效应的发展。本文以成都市2001年3月26日和2009年3月24日的TM/ETM+影像为主要数据源，主要取得的研究成果与认识如下：（1）通过对两期遥感影像进行几何校正、图像裁剪、FLAASH大气校正等处理，为后文进行地表温度反演的相关计算处理做好了前期的准备工作。（2）结合遥感（RS）与地理信息系统（GIS）技术，使用空间建模工具SpatialModeler分别建模计算出了反演地表温度所需的多种参数，然后按照IB算法、MW算法、SC算法的理论方法进行地表温度遥感反演，得到研究区地表温度图。（3）分级得到研究区的地表温度等级分布图，然后从热岛空间分布格局和热岛时空演变特征两方面对研究区的地表温度分布图进行了研究分析，最后从不同角度总结了缓解城市热岛效应的主要方法。研究结果表明:使用Spatial Modeler空间建模工具反演地表温度能够简化地表温度的反演过程；使用不同算法反演得到的地表温度不同，其中单窗算法所得结果的精度最高；通过对研究区近十年热岛效应的相关分析，可以明显看出：2001年至2009年成都市热岛区范围逐步扩大，市区热岛区面积减少明显，郊区热岛区面积有所增加，市区热岛效应有了一定程度的缓解。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 前言  9-15
  1.1 研究背景与意义  9-10
  1.2 国内外研究现状与发展趋势  10-13
    1.2.1 国外研究现状与发展趋势  10-11
    1.2.2 国内研究现状与发展趋势  11-13
  1.4. 城市热岛效应的研究方法  13
  1.5. 研究内容与技术路线  13-15
第2章 研究区概况  15-18
  2.1 研究区范围  15
  2.2 成都基本概况  15-18
    2.2.1 地理位置  15-16
    2.2.2 人口和行政区划  16
    2.2.3 自然条件  16
    2.2.4 社会经济条件  16-18
第3章 遥感数据预处理  18-25
  3.1 研究采用数据  18-20
    3.1.1 遥感数据  18-19
    3.1.2 其他辅助数据  19-20
  3.2 遥感数据预处理  20-25
    3.2.1 影像几何校正  20-21
    3.2.2 影像裁剪  21
    3.2.3 FLAASH 大气校正  21-25
第4章 研究区地表温度的空间建模反演  25-50
  4.1 遥感反演地表温度的理论基础  25-26
  4.2 遥感反演地表温度的思路  26-27
  4.3 SPATIAL MODELER 在地表温度反演中的应用  27-29
    4.3.1 空间模型语言（Spatial Modeler Language）  27
    4.3.2 模型生成器（Model Maker）  27-28
    4.3.3 空间模型库（Model Library）  28
    4.3.4 模型的生成  28-29
  4.4 反演所需参数的估算  29-42
    4.4.1 亮度温度的估算  29-33
    4.4.2 地表比辐射率的估算  33-39
    4.4.3 大气参数的估算  39-42
  4.5 使用三种方法对地表温度进行反演  42-48
    4.5.1 基于影像(IB)算法反演地表温度  42-44
    4.5.2 基于单窗（MW）算法反演地表温度  44-46
    4.5.3 基于普适性单通道（SC）算法反演地表温度  46-48
  4.6 不同算法的地表温度反演结果比较  48-50
第5章 2001 年至 2009 年成都市热岛效应分析  50-61
  5.1 地表温度等级分布图  50-52
  5.2 研究区城市热岛空间分布格局分析  52-55
    5.2.1 研究区 2001 年 3 月 26 日城市热岛空间分布格局分析  52-54
    5.2.2 研究区 2009 年 3 月 24 日城市热岛空间分布格局分析  54-55
  5.3 研究区城市热岛时空演变特征分析  55-57
  5.4 城市热岛效应的缓解措施  57-61
    5.4.1 提高城市绿化率  57-58
    5.4.2 结合新技术合理规划城市布局  58-59
    5.4.3 增加城市水体面积  59
    5.4.4 减少人为热的排放  59-60
    5.4.5 加快研究，制定科学对策  60-61
结论与展望  61-63
  1．主要结论  61-62
  2．存在的问题与展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
攻读学位期间取得学术成果  68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 遥感技术 > 遥感图像的解译、识别与处理 > 图像处理方法
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