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摘 要

热岛效应是指人类活动造成的下垫面结构和性质改变导致城市中心的温度明显高于郊区温度的现象，近年来，随着城市化进程的加快，热岛效应逐渐明显，分析城市热岛效应的成因并提出缓解措施，对于改善城市的生态环境和保障人们身体健康具有重要意义。本文使用landsat8卫星影像数据研究南京市城市热岛效应（UHI），使用大气校正法反演地表温度，单窗算法作为检验算法，将得到的地表温度图层进行归一化数据处理和分级，从空间分布和时空演变方面分析热岛集中区域和可能原因，然后分析比较不同季节的差异程度；选取植被覆盖度、不透水面、水体三个影响因素，植被覆盖度用NDVI量化，不透水面用NDBI量化，水体用MNDWI量化，分别基于这三种影响因素与地表温度建立分析模型，定量分析以上因素对地表温度的影响程度，结果显示，植被覆盖度与地表温度成反比关系，NDBI与地表温度成正比关系，水体的回归分析结果不明显；最后，提取研究区水域矢量信息，对其进行缓冲区分析，分析其降温效果，结果显示，水体在100m范围内对周围地表有降温效果。

关键词：RS GIS 热岛效应 NDVI 缓冲区

Abstract

Heat island effect refers to the phenomenon that the temperature of urban center is significantly higher than that of suburb due to the change of underlying surface structure and nature caused by human activities. In recent years, with the acceleration of urbanization, the heat island effect is gradually obvious. It is of great significance to analyze the causes of the heat island effect and put forward mitigation measures for improving the ecological environment of the city and protecting people's health.This paper uses Landsat 8 satellite image data to study the urban heat island effect (UHI) in Nanjing. The atmospheric correction method is used to retrieve the surface temperature. The single window algorithm is used as the test algorithm. Then the inversion results are normalized and classified .From the aspects of spatial distribution and temporal and spatial evolution, this paper analyzes the heat island concentration area and possible causes, and then analyzes and compares the difference degree of different seasons Three influencing factors are selected: vegetation coverage, impervious surface and water body, Vegetation coverage is quantified by NDVI, impervious surface by NDBI, and water body by MNDWI.The analysis models of these three influencing factors and surface temperature are established respectively, Quantitative analysis of the above factors on the impact of surface temperature, The results show that the vegetation coverage is inversely proportional to the surface temperature, NDBI is directly proportional to the surface temperature, and the regression analysis results of the water body are not obvious. Finally, the vector information of the water area in the study area is extracted, and the buffer zone analysis is carried out to analyze the cooling effect. The results show that the water body has cooling effect on the surrounding surface within 100m.

Key Words: RS; GIS; Heat Island Effect; NDVI

目录

第一章 绪论 1

1.1 城市热岛效应的研究背景 1

1.1.1 城市热岛效应的形成机制 2

1.1.2 城市热岛效应对环境的影响 2

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1 国外研究现状 3

1.2.2 国内研究现状 4

1.3 研究内容与方法 5

1.3.1 概述 5

1.3.2 技术流程图 6

1.3.3 研究区和源数据 7

第二章 南京市地表温度反演 8

2.1大气校正法概述 8

2.2 大气校正法反演地表温度流程 9

2.2.1 数据预处理 9

2.2.2 计算地表比辐射率 9

2.2.3 获取大气剖面参数 10

2.2.4 反演地表温度 10

2.3 检验算法—单窗算法 11

2.3.1 QIN_SC概述及反演 11

2.3.2 TIRS10_SC概述及反演步骤 14

2.4 大气校正法与单窗算法反演结果检验分析 16

第三章 南京市热岛效应综合分析 19

3.1 数据归一化处理与分级 19

3.2 南京市热岛集中区及可能原因分析 20

3.3 南京市热岛效应时空演变特征分析 22

3.4 南京市热岛效应季节演变特征分析 24

第四章 热岛效应影响因素分析 28

4.1 植被覆盖度与地表温度相关性分析 28

4.2 不透水面与地表温度相关性分析 29

4.3 归一化水体指数与地表温度的相关性分析 31

4.4 水体降温效果的缓冲区分析 32

第五章 南京市城市热岛形成原因及对策 34

5.1 南京市城市热岛形成原因 34

5.2 改善城市热岛效应的建议 35

参考文献 36

第一章 绪论

1.1 城市热岛效应的研究背景

城市热岛效应是指随着城市化的发展，中心城区的温度显著升高，形成一个热源中心，其温度比周围的非城区高，在城市温度剖面图上看，城市中心呈现一个明显的高峰，在平面的等温图上看，城市中心的等温线密集，周围稀疏，像一个岛屿，因此称这种现象为城市热岛效应。

气温

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