基于cbers―1irmss数据长株潭试验区城市热岛遥感探究

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1、基于CBERS-1IRMSS数据长株潭试验区城市热岛遥感探究伴随着长株潭城市群综合配套改革试验区经济一体化的实现，城市规模的不断扩大，城市热岛效应越来越明显,已经对城市气候环境造成了很大影响。调查研究长株潭城市群热场特征分布规律、城市热岛的形成因素、以及制定相应的治理对策势在必行。本次研究使用了中国资源卫星应用中心提供的中巴资源一号卫星红外多光谱扫描仪(CBERS-1IRMSS)的长沙幅、岳阳幅白天和夜间红外多光谱扫描仪数据(白天3景，夜间5景)，另外收集了Landsat—7卫星的热红外数据、长沙市土地利用图及相关资料。IRMSS数据预

2、处理由于扫描系统的控制精度以及探测器响应的差异，IRMSS图像数据存在一定的畸变，尽管收集的数据经过初步处理，但仍存在一些问题，所以有必要针对图像各种不同问题产生的物理机理，对数据进行相应的预处理。数据预处理包括正反扫描错位校正、奇偶元错位校正、噪声去除等步骤。IRMSS数据信息提取为了达到综合分析和研究城市热岛的客观性和合理性，必须采用多要素结合方法进行空间分析和综合评估。因此，要对不同卫星图像和其他数据进行波段配准、波段相关性及图像合成、地理校正以及绿地特征分类和信息提取。通过数据处理后的图像质量良好，在空间分辨率上低于TM影象，近

3、似于MSS影像，其多波段合成影像图，对地物、地貌景观的反映十分清楚。经地理校正后生成了地理编码数据图像，可与不同比例尺的地形图配准，产生各种专题图，并直接纳入GIS系统，能用于城市热岛遥感综合解译。城市热岛的形成机制及影响因素根据前人资料，结合遥感图像、实际观察结果以及土地利用图、城市交通旅游图等多要素分析法进行综合评估，得出热岛的形成和分布与如下因素有关：热岛形成与分布主要与下垫面介质有关；天气、气候等气象因子、城市水体和城市人为热源对热岛效应有一定影响；植被蒸腾作用对城市热岛的降温效应非常明显。另外城市建筑密度和高度也影响城市热岛的

4、分布。建立热红外图像解译标志热红外图像成像波谱范围10.5〜12.5uni,它记录地物发射热红外线的强度。地物本身具有热辐射特性，各种地物热辐射强度不同，热容量不同，在白天和夜间热红外图像上具有不同的色调和形状，如河流和湖泊、道路和建筑物、树林与草地、土壤，根据它们不同的热红外图像色调和形状，可以建立热红外图象解译标志，识别不同的地物。但由于各种因素的影响，自然地物在热红外图像上色调特征有一定变化，因此具体问题要具体分析。例如，由于连续的阴雨天，使得地物之间温差大大减小，不同地物的差异难以在热红外影像上反映出来。长株潭城市热场特征分析遥

5、感探测到的是城市下垫面地物的辐射温度表现为9波段的灰度值，这种辐射温度与气温具有很好的相关性，可近似反映城市地表温度。根据地面实测温度（Y）和9波段灰度等值线图相对应点的灰度值（x）,建立长株潭城市群温度场数学方程（1）和（2）,方程（1）表达了2000年5月14日地面温度与灰度对应关系，方程（2）表达了2000年2月26日地面温度与灰度对应关系。Y=10.8+0.1666X（1）Y=-23.55+0.2X（2）2000年5月14日9波段灰度范围在91〜146,计算最高最低温差达9.16°C,2000年2月26EI9波段灰度范围为125

6、〜146,计算最大温差达14.2°C,这因为冬天平均温度低,而大工厂附近温度较高造成的。从9波段灰度等值线图上可推测长株潭城市群热场高低的分布情况，线条颜色由蓝一黄一红代表温度越来越高。为了说明方便，2000年5月14日代表夏季，2000年2月26日代表冬季。长沙市夏季温度受城市气候影响，城市热岛效应明显，城区内等温线比较稀疏，温度水平梯度小，城区边缘气温水平梯度大，等温线密集，闭合等温线分布和走向大致与长沙市城区轮廓平行，但城区内也可分为三个带，西部带、中部带和东部带。西部带为低热场，这主要是受岳麓山绿地和众多湖泊的影响，但其中北部工

7、业区为局部高热场，如长沙纺织厂、长沙锌厂等。湘江东岸为高热场，是人口密集区和商业繁华地区。烈士公至南郊公一线分布有湖南省委、湖南省政府、天心公园、贺龙体育场等单位，因其建筑密度低、绿化程度较高，为相对低温度带。这条低温带将湘江东岸的长沙市区分为两部份，即中部带和东部带。其中中部带以中山路、南门口和开福寺之间范围温度较高，建湘瓷厂地区温度最高；东部带热场分布较分散，但长沙市温度场最高区在其中，即曙光电子集团厂区附近，根据（1）式推断为34.291。长沙市城区冬季温度较低，热岛效应不明显，冷热不均,气温水平梯度大，等温线密集，温度差别较大。

8、在烈士公园、岳麓山，湘江附近为低温带；在局部地区形成高热场，如人民路的曙光电子集团和长沙毛纺织厂，另外在高桥大市场由于建筑密度高，绿化程度低，在城区东部出现局部高热场。从长株潭三市热场特征可看出：一是夏季三