河谷型城市热岛空间分布格局演变及对策——以西宁市区为例-论文.pdf

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1、第16卷第4期Vl01．16．NO．42014年7月地璃信息科学JoumalofGeo—informationSciencet1"、Ju1．．2014河谷型城市热岛空间分布格局演变及对策——以西宁市区为例贾伟，高小红(青海师范大学生命与地理科学学院，青藏高原环境与资源教育部重点实验室，西宁810008)摘要：城市热岛效应直接反映着城市的气候特征，这对于研究由城市化发展与环境改变引起的城市气温的变化及保护城市的生态环境具有重要的现实意义。本文利用LandsatTM影像、气象台站资料，基于GIS的空间分析技术及单窗算法，对河谷型城市西宁市的地表温度进行反演，分析了地表温度与NDVI、

2、NDBI的空间对应关系。结果表明：西宁市存在明显的城市热岛效应，热场分布及延伸与西宁市空间扩展布局相一致，热岛范围呈逐年增长的趋势；低、中温区的热岛面积大幅度减少，高温区的热岛范围显著增加；热岛效应冬季最强，夏季次之，秋季有明显减弱的趋势。在河谷型城市的空间格局上，地表温度与NDVI呈负相关关系、与NDBI呈正相关关系。最后，依据热岛时空演化、成因分析和策略研究的思路，从不同角度提出了缓解城市热岛效应的措施和对策，为未来西宁市热环境的改善提供科学参考和决策支持。关键词：城市热岛；单窗算法；河谷型城市；定量反演；西宁市区D0I：】0．3724／SRJ．1047．20】4．00592

3、1引言单窗算法。该算法需要3个基本参数(地表比辐射率、大气透过率和大气平均作用温度)来反演地表城市化进程导致自然景观地带的地表物理特温度，将地表和大气对地表热传导的影响概括到演征及土地利用状况转变为城市用地，使得大量植被算公式中，消除了大气热辐射自身及大气对地表热消失，引起了局地气候环境的变化n。城市热岛效辐射传导的影响[11-12]。YANGJun等利用HJ一1B应(UrbanHeatIslandEfect)是一种由于城市建筑及卫星图像反演北京市的城市热岛，得出通过覃志豪人类活动，导致热量在城区空间范围内聚集的现等u的单窗算法反演出的地表温度与MOD1S温度象[3】。19世纪初

4、，英国化学家LakeHoward对比了图像可以很好匹配起来。黄妙芬等n对北京城区同时间的伦敦市城郊的气温情况，发现城区气温地表温度进行反演，结果表明，覃志豪等提出的高于郊区[41，这是人类首次对城市热岛效应的记载单窗算法与基于探空数据的辐射传输方程法，研与研究。1972年，RaotS[首次利用ITOS—l热红外数究结果具有较好的一致性，达到了较好的反演精据(1o．2～l2．5m)对美国中部沿海城市的地表温度度。进行了研究。至此，越来越多的学者开始利用热红目前，我国学者对大城市的热岛问题研究较外遥感来研究城市热岛叫。目前，热红外波段TM6多[15-17，对城市化快速发展的中小城市及

5、河谷型城(1O．4～12．5um)可较准确地反演地表温度，成为城市市的热岛问题研究较少。就河谷型城市而言，张建热力环境研究中应用最多的遥感数据之一。覃志民”等利用热红外遥感对兰州市的热岛效应进行豪等根据热辐射传输方程，建立了一个精度较高了研究，发现兰州市存在较明显的热岛效应且呈逐且简单易行的适用于TM6数据的反演地表温度的年扩展的趋势；蒲禹君等利用气象站资料对天水收稿日期：2013—1卜07；修回日期：2014—02—19．基金项目：国家自然科学基金项目(40861022)。作者简介：贾伟(1988一)，男，内蒙古人，硕士生，研究方向为遥感与地理信息系统应用。E—mail：jia

6、weil212@126．com通讯作者：高d,~2(1963一)，女，陕西人，博士，教授，研究方向为遥感与地理信息系统应用。E—mail：xiaohonggao226@gmail．tom4期贾伟等：河谷型城市热岛空问分布格局演变及对策599济发展和人类居住产生了极大的负面影响，因此，方法改造实施较为困难，所以，可考虑在海湖新区及时有效地减缓城市热岛效应，对保护城市居民健等新型居住区发展新的大型商业中心(如王府井百康和城市生态环境具有重要的现实意义。货、万达购物广场等)，通过人流疏散的方式来缓解旧城区的热岛效应，同时也可以满足新型居住区居4．1以“绿岛”改善“热岛”效应民的生活需求

7、。研究发现，城市内部绿地植被可以通过保持土壤和空气中的水分的特性来缓解热岛效应口。公4．4人工造湖(河)以抑制热岛产生，调节气温园和林地具有良好的降温作用，因此，对西宁市的从水体分布情况来看，城市热场较高区域被湟绿化，要将传统的集中绿化转变为均匀布置。对于水河及南、北川河分割成独立的几块，说明水体不商业用地(如商业巷、大十字一王府井商业服务中但可以抑制热岛的产生，还能有效地对热岛进行切心、水井巷、北山家具市场等地)和密度高的居住割，通过增加水体来降低地表温度，但是，城市空间区，应