北京奥运核心区热环境遥感动态监测与分析

摘要

本文利用MODIS、ASTER和TM等多源、多尺度遥感数据，基于遥感和GIS空间分析技术，研究了北京城区(五环内)及奥林匹克公园空间热环境的时间和空间维变化。文中，根据不同的遥感数据的特点，采用了不同的温度反演模型，采用迭代自一致的分裂窗算法反演ASTER、MODIS数据地表温度，采用普适性单通道算法反演TM数据地表温度，在此基础上，以城区与郊区平均地表温度的差值的相对值作为描述热岛强度的一个指标。最后，从宏观和微观两个层面研究了从2003年到2008年不同时间内北京城区、奥林匹克公园热岛效应的时空演变，并分析了绿地系统、水系统对热岛效应的影响。研究表明，从宏观角度讲，热岛强度虽然存在一定程度的震荡，但总体呈逐年下降趋势，而变化梯度以2005-2006年为最大；从微观角度讲，城区绿化水体面积2003-2005年间处于下降趋势，而2005后处于上升趋势：对于奥林匹克公园附近，热岛强度从2004年起一直处于递减趋势，且奥林匹克公园内的平均地表温度要比场馆区的地表温度低2度左右，表明，公园的存在明显的减弱了该地区的热岛效应。

目录

文摘

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声明

1绪论

1.1城市热岛效应概况

1.1.1城市热岛效应

1.1.2城市热岛效应的成因

1.1.3城市热岛效应的时空特征

1.1.4城市热岛效应的危害

1.2国内外热岛监测研究现状及发展趋势

1.2.1现有的监测方法

1.2.2热岛效应监测方法的发展趋势

1.2.3存在问题

1.3论文研究目的和意义

1.4论文研究内容

1.5论文研究方法和技术路线

1.6研究区的选取

1.6.1研究区--北京市区概况

1.6.2研究区--奥林匹克公园概况

2遥感数据源

2.1 MODIS数据简介

2.1.1Terra和Aqua卫星

2.1.2MODIS主要仪器特性

2.1.3MODIS数据主要应用

2.2 ASTER、TM数据简介

2.2.1ASTER主要技术参数和特点

2.2.2TM主要技术参数和特点

2.2.3ASTER、TM数据主要应用

2.3数据源选取

2.3.1宏观监测分析

2.3.2微观监测分析

3地表温度反演

3.1地表温度反演研究现状及趋势

3.1.1单通道温度反演

3.1.2双通道(分裂窗)温度反演

3.1.3多通道温度与比辐射率分离温度反演

3.1.4多角度地表温度反演

3.1.5多角度与多通道相结合的方法

3.1.6地表温度热红外遥感反演的发展趋势

3.2论文采用的算法

3.2.1 ASTER/MODIS数据地表温度反演

3.2.2 TM数据地表温度反演

4北京市区热岛监测与分析

4.1数据预处理

4.1.1图像匹配

4.1.2辐射定标

4.1.3图像重采样

4.1.4几何校正

4.1.5图像裁剪

4.2叠加矢量分析

4.3热岛强度变化监测与分析

4.3.1热岛强度变化监测

4.3.2水体、绿地面积对北京市区热岛的影响

4.3.3热岛强度变化分析

5奥林匹克公园热岛监测与分析

5.1奥林匹克公园热岛强度变化情况

5.2奥林匹克公园植被覆盖情况

5.2.1植被指数

5.2.2植被覆盖度

5.2.3奥林匹克公园植被覆盖度变化情况

5.3奥林匹克公园水体分布情况

5.3.1修正的归一化水体指数

5.3.2奥林匹克公园水域面积变化情况

5.4奥运场馆区、公园区热岛强度分析

5.5改善城市热岛效应的对策

6结论与展望

6.1主要结论

6.2重点工作

6.3存在问题及展望

参考文献

攻读硕士期间发表论文

攻读硕士期间参与的科研项目

致谢