论文总字数：9499字

摘 要

随着中国城市化的加深加快，热岛效应研究引起了城市地理和城市规划领域的广泛关注。本文以南京市的Landsat TM影像为原始数据，通过监督分类的方法划分城市土地类型，然后根据辐射传输方程法对南京市进行温度反演。通过ArcGIS软件将南京市地表温度图像转换为南京市热岛图像，并以此为基础研究南京市热岛分布特征及人口，工厂，植被覆盖率，土地类型对城市热岛的影响。南京市市区及其周边开发区主要为强、中热岛，江宁区和溧水县主要为弱热岛，其余地区以绿岛为主。人口密度、工厂数量、城市用地面积与地区热岛等级成正相关，植被覆盖率、水体面积与热岛等级成负相关。人口外移，工厂外迁，加强绿化，拓宽水域能够有效减缓南京市热岛效应。

关键词： Landsat TM，辐射传输方程法，温度反演，热岛效应

Abstract：With the development of Chinese Urbanization, the research of heat island effect has been concerned by the scholars who dedicate to urban geography and urban planning. In this paper, using the Landsat TM images of Nanjing as original data, dividing feature types by supervised classification. Then achieve temperature retrieval using radiation transmission equation method. Convert the image of surface temperature to the image of heat island by the ArcGIS. On this base, study the distribution of heat island and population, the factory, the vegetation coverage and land types on the influence of urban heat island. Strong heat island and middle heat island most distribute in downtown area and development zone of Nanjing. Weak heat island most distributes in Lishui and Jiangning. Green Island distributes in the other place of Nanjing. The population density, number of factories, urban land is positively related to the level of heat land. Vegetation coverage, water area is negatively related to the level of heat land. Population outflow, factory relocation, increasing the greening and water area can effectively reduce urban heat island effect.

Keywords：Landsat TM, radiation transmission equation method, temperature inversion, heat island effect

目 录

1 引言 4

2 研究区概况 4

3 数据来源及研究方法 4

3.1 数据源及数据特征 4

3.2 研究方法 5

3.3 数据预处理 5

4 温度反演 6

4.1 地表比辐射率 6

4.2 热辐射强度 6

4.3 温度反演 6

5 结果与分析 7

5.1 专题地图制作 7

5.2 地表温度空间分布分析 9

5.3 热岛等级空间分布分析 10

5.4 热岛效应与人口密度关系分析 10

5.5 热岛效应与工厂分布关系分析 11

5.6 热岛效应与植被、城市用地和水体的关系分析 12

结 论 15

建 议 16

参 考 文 献 17

致 谢 18

1 引言

热岛效应是指城市因植被覆盖的减少，人口密度的不断增加以及道路建筑等蓄热体蓄热等因素，导致城市局部地区温度升高，周围地区温度相对较低，像突出海面的岛屿，因此称为“热岛效应”。近年来，国内外越来越多的科学家开始研究热岛效应，热岛效应随着城市的发展，人口密度的不断增加，高耗能的工业发展，对人们的正常生活影响越来越大，是以热岛效应的研究对现今人类的生产生活有着重要的意义。

随着现代社会的发展，城市化是长久以后的发展趋势。然而社会经济发展的同时，人们的生活活动也造成了城市气候的变化，其中主要特征之一便是城市热岛，城市热岛对气候情况以及人类的生产生活都有着影响重大，它有诸多危害，如使空气污染变得严重、影响人们的身体健康、造成某些地区自然灾害、造成天气失常等，通过本课题研究能全面直观的了解热岛效应产生的众多因素，是城市规划的重要参考依据。

2 研究区概况

南京位于北纬31度14分到32度37分， 东经118度22分到119度14分，地处江苏省西南部，长江下游。三边环山，一边临海，总面积陆仟伍佰多平方千米。

南京位于亚热带即中国中部，是最丰富的植物资源地区，植物的种类也很丰富。同时不乏河流、湖泊、山丘，气候温润， 野生动物资源也相当丰富，是长江下游地区的代表。南京山水、城市相融，风景秀丽。长江穿过南京城，秦淮河、金川河、玄武湖、莫愁湖点缀其中，水域面积占总面积的11%以上。南京市植被覆盖率较高，其中树木占约26%，建成区绿化占45%，人均公共绿地面积也位居全国前三。南京是中国近代工业的摇篮，1865年金陵制造局的诞生标志着南京近代工业的开端。直至现今，南京工业兴盛，重工业分布也较广，主要有三菱重工、三一重工等。

3 数据来源及研究方法

3.1 数据源及数据特征

地图数据：地图数据来自江苏测绘局的1:180000南京市地图。

人口、面积数据：人口和各个行政区的面积数据来自南京市统计局的2008年统计年鉴。

重工业工厂数据：工厂分布点数据来自网络统计。

遥感数据：使用的是Landsat5卫星的条带号为120列38行，传感器为TM，获取时间为格林威治时间2007年07月26日14时30分。中心经度118.8581，中心纬度是31.7413。当时时间为白天，云量为0。

3.2 研究方法

温度反演的方法有很多种，其中运用较为广泛的有辐射单窗算法^[1,2]、传输方程法和单通道算法等。本文选用辐射传输方程法，应用遥感数据利用ERDAS对南京市进行温度反演，得出南京地表温度的分布特征，从而对照南京市地图，以及其他相关数据分析人口、城市用地、植被覆盖等对城市热岛效应的影响，进而对热岛效应的影响因素的控制提供有效依据。

本文具体操作流程如下图所示：

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