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基于遥感的福州市人工热排放研究

作　者: 伍雄昌
导　师: 张友水
学　校: 福建师范大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 线性混合光谱分解 不透水面百分比 显热通量 潜热通量 植被覆盖度 人工热排放 遥感 福州
分类号: X57
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
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内容摘要


城市人类活动的集中和城市人工下垫面特性所引起的城市热环境变化,导致城市地表温度高于周边地区,改变了大气环境,从而影响人们正常生活。城市市区温度和周边郊区温度之间的简单对比是对城市热环境空间分布的定向分析,但难以进行热环境的定量分析。因此,为了定量研究城市区域热环境状况,有必要分析城市建成区和郊区不透水面、地表温度和热通量等的时空分布与变化,这能够为城市合理规划提供一定参考,从而提高人居环境质量。本研究利用福州市1989年Landsat TM和2001年Landsat ETM+遥感影像数据估算地表温度、地表反照率和植被覆盖度等地表参数,并基于线性光谱分解模型提取福州市不透水面百分比信息,再结合气象站观测资料,估算与城市热环境密切相关的气候因子即显热通量和潜热通量；在此基础上根据植被覆盖度对城市区域由人工建筑物和水泥道路等构成的不透水面覆盖区的潜热通量进行修正,改进了不透水面潜热通量的计算；进而基于城市区能量平衡方程,从显热通量中分离出人工热排放。最后对地表热通量计算结果的精度进行分析和检验,论证了本研究的地表热通量估算结果的有效性。本研究对城市区域地表热通量(显热通量、潜热通量、土壤热通量)和人工热排放随土地利用覆盖变化的分布特点进行了研究,定量分析了显热通量和引起城市温度升高的人工热排放与不透水面百分比关系。此外,本研究还尝试利用遥感手段来分析城市人工热排放对热环境的影响,引入人工热排放对城市地表温度分布影响展开研究,获得人工热排放对地表温度升高的作用特点。研究表明,城市建成区及周边地区,地表热通量和人工热排放随土地利用／土地覆盖不同而变化,表现出一定的分布规律；人工热排放分布和变化受季节性变化影响很小,由城市扩张、土地利用类型分布和生活方式变化所决定；人工热排放在城市区地表温度升高中起到重要作用,且作用的强弱受季节变化的影响。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-5
文摘  5-7
目录  7-10
绪论  10-18
  1 研究背景  10-11
  2 国内外研究进展  11-15
    2.1 基于遥感技术的地表热通量研究  11-14
    2.2 遥感在城市人工热排放研究中的应用  14-15
  3 研究目的与意义  15
  4 研究方法、技术路线与主要内容  15-18
第一章 研究区概况和主要数据源  18-20
  1.1 研究区概况  18
  1.2 研究区主要数据源  18-20
    1.2.1 遥感影像数据  18-19
    1.2.2 大气数据  19-20
第二章 遥感影像预处理及分类信息提取  20-26
  2.1 遥感影像预处理  20-22
    2.1.1 遥感影像的几何精校正  20-21
    2.1.2 遥感影像的辐射精校正  21-22
  2.2 遥感影像分类与信息提取  22-26
    2.2.1 遥感影像目视解译和分类  22-23
    2.2.2 分类结果精度评价  23-26
第三章 地表特征参数获取  26-38
  3.1 地表反射率和地表反照率  26-27
  3.2 地表植被指数  27-29
    3.2.1 归一化植被指数  27-28
    3.2.2 植被覆盖度  28-29
  3.3 地表温度反演  29-30
  3.4 城市不透水面百分比信息获取  30-38
    3.4.1 MNF变换和纯净像元提取  31
    3.4.2 终端地类的提取  31-34
    3.4.3 线性光谱分解  34
    3.4.4 精度评价  34
    3.4.5 研究区不透水面百分比  34-35
    3.4.6 不透水面提取的精度检验  35-38
第四章 城市地表热通量计算  38-54
  4.1 地表净辐射计算  39-40
  4.2 土壤热通量计算  40
  4.3 显热通量计算  40-42
  4.4 潜热通量修正计算  42-46
  4.5 人工热排放计算  46-48
  4.6 热通量计算的精度分析  48-49
  4.7 地表热通量时空变化分析  49-54
第五章 福州市人工热排放分析  54-60
  5.1 人工热排放与不透水面百分比分析  54-55
  5.2 人工热排放数值分布分析  55-56
  5.3 人工热排放、显热通量、FVC与不透水面百分比分析  56-58
  5.4 人工热排放与地表温度分析  58-60
第六章 讨论与展望  60-64
  6.1 结论  60-61
    6.1.1 城市不透水面获取  60
    6.1.2 地表热通量计算中的参数确定  60-61
    6.1.3 潜热通量修正  61
    6.1.4 地表热通量时空分布  61
    6.1.5 福州市人工热排放分析  61
  6.2 展望  61-64
参考文献  64-72
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果  72-74
致谢  74-76
个人简历  76-77

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 热污染及其防治
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