澳门城市热岛效应与景观格局关系初探

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1、澳门城市热岛效应与景观格局关系初探王志石周亮*米金套**澳门大学科技学院澳门*厦门大学嘉庚学院福建漳州**国家环保总局北京摘要本研究涉及到遥感技术和地理信息系统在研究城市景观格局演变及其城市热岛效应方面的应用。具体地说，是系统地分析了澳门城市扩展的时空变化及其景观格局演变，得出澳门近10年高速城市化过程的景观格局特征。研究澳门景观格局与城市热岛的关系，并分析热岛的时空变化，为澳门城市热岛的控制提供科学的依据。UrbanLandscapePatternvs.UrbanHeatIslandEffectWangZhishiZhouLiang*MiJiantao**Faculty

2、ofScienceandTechnology,UniversityofMacau,Macao*XiaMenUniversity,Zhangzhou,Fujiang**NationalEnvironmentalProtectionAgencyofChina，BeijingAbstractThisresearchinvolvesapplicationofremotesensingtechniqueandGISsystemtoassessmentofurbanlandscapepatternevolutionandurbanheatislandeffect.Specifical

3、ly,thespatialandtemporalchangesofurbanareasofMacaohasbeenstudiedwithLandsatMTremotesensingdata,focusingonrapidurbanizationofMacaoinrecentdecadeaswellasitsimpactonurbanmicroclimateofMacao.ThisresearchwilloffersomescientificbasisforcontrolofurbanheatislandeffectofMacao.1.引言近年来，遥感技术的快速发展，使得城

4、市景观格局演变与热岛效应关系研究成为可能。利用遥感技术进行城市景观变化探测一般需要以下三个步骤：图像几何校正、辐射校正和变化检测。针对不同地区和实际情况，辐射校正和变化检测是主要的难点和关键。而景观分类是研究景观格局演变的基础，可现有的景观分类体系主要考虑到土地社会、经济作用，对土地的自然属性和生态功能关注较少，不便于开展城市景观生态环境影响的研究。从城市地表的自然水热条件出发，建立城市景观分类体系将有助于城市生态环境问题的解决。澳门特别行政区城市发展极为迅速，城市建成区面积自有记录的1912年的11.6平方公里逐步扩展到2004年的27.5平方公里，尤其是近年来因沿岸填

5、海从1999年的23.8平方公里增长为2004年的27.5平方公里，从而出现了大规模的土地利用/覆盖格局变化。人口与产业过于集中于市区，导致中心城市生态环境压力过大，城市热岛加剧，居民生活质量持续下降。研究澳门城市景观格局演变以及与城市热岛的关系，不仅可以为澳门城市环境治理提供科学指导，同时也为类似城市生态系统研究提供了一个典型案例。鉴于上述研究背景，本项目将在城市生态系统景观格局－生态过程－环境响应的相互动态机理的指导下，以GIS和遥感为技术手段，系统的研究澳门城市景观格局演变特征，以及城市热岛时空分布及其影响因素，探索了城市景观格局与城市热环境的相应关系。2城市景观变

6、化遥感分析方法利用遥感技术进行城市景观变化探测一般需要以下三个步骤：图像几何校正、辐射校正和变化检测。2.1图像几何校正遥感几何校正就是利用控制点改正原始图像的几何变形，产生一幅符合某种地图投影或图件表达要求的新图像（戴昌达等，2004），主要包括选取控制点、建立几何校正模型、图形重采样三个步骤。对于最后校正精度，Jensen（1981）认为进行变化探测时图像匹配的误差应小于0.5个像元。2.2图像辐射校正地面站提供的产品虽然经过系统辐射校正，消除了传感器系统产生的辐射畸变，但仍存在着大气散射和吸收引起的辐射误差及太阳高度角和地形等光照条件差异引起的辐射误差（戴昌达等，2

7、004）。辐射校正的目的就是消除多时相遥感中地物辐射差异的影响，使影像间同一地物类型具有相同的辐射量，有利于样本点的选取和分类精度的提高（Seto等，2002）。大气辐射校正可以分为：绝对大气校正和相对大气校正两类。前者是将遥感图像的DN(digitalnumber)值转换为地表反射率或地表反射幅亮度的方法，它需要对大气的辐射传输过程进行有效的模拟，确定太阳入射角和传感器的视角以及地形起伏之间的相互关系，一般需要卫星过境时测定大气的光学厚度，所以在应用中受到限制；相对辐射校正一般以一期时相的影像作为参考影像（即主影像），对其它