城市热环境的遥感分析

第1章 城市热环境监测和评估方法

1.1 城市热环境监测方法

1.1.1 基于地面观测数据监测城市热环境

1.1.2 用卫星遥感数据进行城市热环境的研究

1.2 城市热环境地表温度遥感反演技术

1.2.1 利用热红外数据遥感地表温度

1.2.2 地表发射率特性分析

1.2.3 微波遥感地表温度（LST）

1.2.4 小结

第2章 城市群热环境遥感监测和评估技术方法

2.1 城市群热环境遥感监测指标

2.1.1 气温

2.1.2 植被覆盖度

2.1.3 极端温度

2.1.4 辐射温度

2.1.5 地表温度

2.1.6 比辐射率

2.1.7 分裂窗算法

2.1.8 城市群

2.1.9 城市群热环境

2.1.10 城市热岛

2.1.11 城市热岛效应

2.1.12 城市群热力景观

2.1.13 城市不透水层

2.1.14 植被-不透水层-土壤模型

2.1.15 城市群热场强度

2.1.16 城市群热场聚集度

2.1.17 城市群热场优势度

2.1.18 城市群热场强度指数

2.1.19 城市群热场分维数

2.2 中国典型城市群热环境遥感监测和评估技术方法

2.2.1 中国典型城市群热环境卫星遥感监测

2.2.2 典型城市群热环境卫星遥感评估技术

2.3 城市群下垫面特征参数提取方法

附录：卫星遥感城市群热环境监测与评估流程

第3章 典型大城市热环境监测与评估

3.1 北京城市热环境气候研究

3.1.1 北京城郊气温变化研究

3.1.2 北京市城市热岛强度变化研究

3.1.3 北京市风速变化的研究

3.2 南京城市热环境气候研究

3.2.1 资料与方法

3.2.2 南京市不同时间尺度的温度变化特征

3.2.3 讨论

3.3 北京城市热环境遥感监测与评估

3.3.1 引言

3.3.2 研究方法和数据

3.3.3 结果与分析

第4章 京津唐城市群热环境监测与评估

4.1 引言

4.2 研究区概况和数据

4.2.1 研究区概况

4.2.2 研究技术路线

4.2.3 MODIS地表温度数据

4.2.4 归一化植被指数（NDVI）及其计算

4.2.5 土地分类

4.2.6 气象数据

4.3 京津唐城市群热环境监测研究

4.3.1 京津唐城市群气候分析

4.3.2 京津唐城市群平均气温分布

4.3.3 京津唐城市群热场分布

4.3.4 京津唐城市群热场强度

4.3.5 京津唐城市群热场强度指数

4.3.6 京津唐城市群热场优势度

4.4 京津唐城市群热环境评估研究

4.4.1 热场与NDVI的相关关系

4.4.2 遥感反演的LST与气象站资料的相关性

4.4.3 遥感反演的LST与土地覆盖类型的关系研究

4.5 结果讨论

4.6 京津唐城市群城市热环境多年动态分析

4.6.1 数据与数据处理

4.6.2 京津塘城市群热环境空间变化指标

4.6.3 京津唐年际间不同季节热环境特征

4.6.4 京津唐多年城市群热环境变化特征

4.6.5 结论

第5章 长三角城市群热环境遥感监测与评估

5.1 引言

5.2 数据来源和处理方法

5.2.1 数据来源

5.2.2 遥感数据处理

5.3 长江三角洲地区城市群热环境变化特征分析

5.3.1 长江三角洲地区典型城市温度变化趋势

5.3.2 长江三角洲地区LST分布

5.3.3 长江三角洲地区热场强度分布

5.3.4 长江三角洲地区热场的动态变化

5.3.5 长江三角洲地区热环境空间格局变化

5.3.6 讨论

5.4 长江三角洲地区城市群热环境影响因子分析

5.4.1 长江三角洲地区热场与植被指数的相关关系

5.4.2 长江三角洲地区LST与气温的关系

5.4.3 长江三角洲地区LST与社会经济发展的关系

5.4.4 讨论

5.5 小结

第6章 典型城市土地利用遥感方法与实践

6.1 基于TM数据的南宁土地利用变化

6.1.1 研究区域概况

6.1.2 研究数据及处理方法

6.1.3 结果与分析

6.1.4 南宁城市扩展的驱动力分析

6.1.5 讨论

6.2 基于ASTER遥感数据的南京市土地利用变化

6.2.1 引言

6.2.2 实验研究区和数据处理

6.2.3 图像判读分类

6.2.4 讨论2100433B

《测绘科学与技术著作系列:城市热环境的遥感分析》从居住区、城市和区域三个尺度，融合统计资料、地面观测、遥感、超分辨率重建以及机载激光雷达等多种方法和技术，探讨人为热、城市不透水面、绿地、土地利用/覆被类型及变化等因子与城市热环境的关系，阐述城市热环境的时空格局、演变及机制，提出超分辨率重建和激光雷达技术在城市热环境中的应用框架。

城市热环境恶化作为异常气候的典型代表，是气候与生态环境研究中一项重要的研究内容。如何掌握城市热环境的变化及其异常状态发展，根据热异常成因分析寻找缓解城市热环境的方法，是实现城市可持续发展的重要环节。本项研究拟以“高时-空地表温度获取-热环境变化时空异常研究-热异常成因分析”为研究主线，对城市热环境变化异常进行分析。 研究的主要内容包括三个部分：1）融合高时-空分辨遥感数据获取同一季相序列高时-空分辨率地表温度数据；2）有效兼顾时-空维度上变化属性探测热环境变化时空异常信息；3）结合智能化技术精确提取影响城市热环境恶化的城市不透水面因子，探讨城市不透水面对城市热环境变化异常的影响。 根据研究内容，完成论文6篇，包括EI论文3篇，SCI论文2篇，研究成果包括： (1) 完成不同传感器（Landsat和MODIS）地表温度精确获取及地表温度尺度转换研究，分别提出基于像素块强度调制和基于影像变化的尺度下降模型。 (2) 提出了基于多时空变化的马尔科夫-密度异常检测的地表温度异常变化信息检测方法。 (3) 完成了利用Fuzzy ARTMAP神经网络对多源遥感影像提取城市不透水面覆盖度；结合GIS技术，通过空间分析、统计归纳等方法，分析了城市绿地因子的热环境效应，探讨缓解城市热岛的最佳尺度。 本研究对城市地表温度的获取，热环境变化及异常信息的监测，地表不透水面对热环境影响进行理论分析及验证，旨在为解决日益严重的城市热环境变迁问题，同时对引起城市热环境因子进行分析，为区域社会、生态环境的可持续发展提供科学与技术支持。 2100433B

遥感是一种非接触式获取远距离日标关于自然资源与人文环境等方面信息的探测技术，简称RS。依据地物的电磁波反射和辐射特性，在绝对温度零度（-273.15摄氏度）以上的物体都会反射或辐射不同波长的电磁波谱，通过采集和观测电磁波谱信息就可以识别地物及其存在的环境。

遥感系统主要由遥感平台、遥感传感器、数据传输和接收装置、信息处理与分析应用等部分组成。遥感平台，能装载再种遥感仪器，从一定的高度或距离对地而进行探测的装置，又称观测台。主要有飞机、气球、卫星和飞船等，也可以在地而进行遥感。依据运载工具的不同分为航空遥感、航天遥感和地而遥感。根据传感器工作波长的不同分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感和多光谱遥感。按传感器的工作特点可分为主动式遥感和被动式遥感。遥感的应用领域非常广泛，包括地质、地理、测绘、农业、林业、水利、气象、海洋和军事等部门。