基于LandsatETM+数据的银川城市热岛研究.pdfVIP

维普资讯 第33卷第4期 测绘科学 Vol_33No．4 2008年 7月 ScienceofSurveyingandMapping Ju1． 基于 LandsatETM +数据的St~JII城市热岛研究 杜灵通蛳③ (①宁夏大学 西北退化生态系统恢复与重建省部共建教育部重点实验室 ，银川 750021； ②宁夏大学 西部发展研究中心 ，银川 750021；③宁夏大学 ·岛根大学国际联合研究所，银川 750021) 【摘 要】利用 1999年8月12日的Landsat-7ETM+数据，经辐射定标、NDVI及地表比辐射率计算，通过简化大 气辐射传输模型，对银川市的地表温度进行 了反演。在此基础上，对银川市的城市热岛分布特征和热场变异指数 进行了研究。结果表明，银川市具有典型城市热岛效应，城区的地表温度 比市郊引黄灌区高出 10％左右；银川市 生态环境质量出现 了两个极端，即市区生态评价指标为极差，而市郊引黄灌区的生态评价指标为优。 【关键词】城市热岛；温度反演；ETM ；银川 【中图分类号】TP79；P95 【文献标识码 】A 【文章编号】1009-2307 (2008)04-0169—03 DOI：10．3771／j．issn．1009—2307．2008．40．059 究截取了只覆盖银川市老城、新城、新市区及部分郊区的影 1 引言 像 (图1所示)。数据来源于陆地卫星网站(http：／／www．1and— 城市热力环境是城市生态系统 中很重要的一部分 ，是 sat．org)。本研究主要利用ENVI4．2遥感处理软件和 ArcGIS 城市气候最显著的特征之一。1933年英国人 Howard首次在 9．0地理信息系统软件进行相关的数据处理。 其著作中提出英国伦敦 的市中心气温要比郊区高 。Man— 2．1 辐射定标 ley于 1958年首次提出城市热 岛(UrbanHeatIsland，UHI) 我们所得到的 ETM+数据是以灰度值 (DN，digitalnun— 的概念 。此后的 100多年，各国学者对不同纬度、不 同 ber)来表示的，不是实际的反射或辐射强度。因此，在利 用 ETM+的红外波段反演温度之前，必须对数据进行辐射定 类型的城市陆续作 了大量 的城 、郊气温对 比观测亦发现类 似现象 。所谓城市热岛，即是指城市中城区的气温比周 标。即通过DN值来计算辐射强度，定标计算公式如下 ： 围地区的气温要高，在城市热场分布图上显示出城区好像 ，J^==； ——。 ×(Q^一Q…)+，J… (1) 是一个高温岛屿的现象。城市热岛是一种城市公害，它对 城市的经济发展、公共健康、空气质量等都能产生很大的 式中， 为波段值；L为遥感器所接收到的辐射强度；Q 影响。因此，美国航空航天局 (NASA)和环保署 (EPA)在 为 以DN表示的经过量化标定的像元值；Q…为 8位DN值 1997年共同发起的 “UrbanHeatIslandPilotProject”计划 ， 的理论最大值(~z255)；Q 为8位 DN值的最小值；Lmaxx为 选择 LosAngeles、Chicago、SaltlakeCity、Sacramento、Ba— 根据Q…拉伸的最大光谱辐射值；L 为根据8位DN值的 tonRouge等城市，利用地面观测和遥感技术开展了针对夏 理论最小值(取0)拉伸的最小光谱辐射值 ；L… 和，J… 的值 季城市热岛的研究与治理工作 ；加拿大也启动了旨在缓解 可以从影像的头文件