论文总字数：18609字

目 录

1 引言 3

1.1 城市热岛的现状 3

1.2 城市热岛的介绍 3

1.3 城市热岛的研究方法及现状 3

1.4 研究内容、目的及意义 4

2 晋江市概况及研究区资料 5

2.1 晋江市概况 5

2.2 研究区范围 6

2.3 数据资料 7

3 研究方法 7

3.1 站点定点分析 7

3.2 面上遥感数据分析 9

4 结果分析 12

4.1站点定点结果分析 12

4.2遥感方法结果分析 17

4.3对比分析 18

5 结论与建议 18

6 讨论与展望 19

参考文献 21

致谢 23

晋江市城市热岛效应分析

毛加斌

Abstact: In recent years, with the accelerated process of urbanization in Jinjiang City, the city abnormally high temperature occurs frequently exacerbated heat island effect. Paper based on GIS and RS, respectively, the use of sentinel site analysis and surface analysis of two remote sensing methods taking into account the type of feature, Jinjiang seasonal wind, heat and other anthropogenic emission factors for Jinjiang urban heat island effect was analyzed. Analysis of the main sites designated by 2010 - the whole point of the temperature observations in 2014 urban sites and suburban sites totaling 20 sites, divided in the same year change analysis, season pass every year analysis, analysis of the three levels for analysis by the same date. Surface analysis is the use of remote sensing in 2014 1,4,7 October Landsat 8 data and MODIS L1B data to generalized single channel algorithm LST basis for heat island distribution analysis. The main contents and conclusions are as follows:

(1)Timescale characteristics of urban heat island effect in Jinjiang

From 2010 to 2014, Jinjiang City, the urban heat island gradually strengthened; the same year in winter and spring and summer heat island effect with respect to the strong; the same day,8-20 hours a day the strongest period of the heat island effect,20 8:00 the next day, the heat island effect is weak.

(2)Characteristics of the spatial scale of the urban heat island effect in Jinjiang

In 2014 the whole area of the heat island intensity highest in January, due to the influence of the sea breeze, April, July heat island intensity southern Jinjiang gradually decreases, then affected inland wind, northern Jinjiang heat island intensity October compared decrease in July.

Keywords: urban; heat island; Jinjiang City; Variation

1 引言

1.1 城市热岛的现状

20世纪以来，随着国内外经济和社会的发展，城市人口以及规模得到了迅速的发展，正因为城市的快速扩张，城市的内部环境以及局部气候也随之发生变化。全球二氧化碳浓度的增高所造成的温室效应的加剧以及城市化进程的加快，导致城市的热岛效应愈演愈烈。据了解，近几年我国发展较快的城市都出现了较强的热岛效应，这不仅制约了人们生活质量的提升，也影响到了城市更加健康地发展。

1.2 城市热岛的介绍

1.2.1 热岛效应的概念

城市热岛效应是指城市中的空气温度明显高于城市外围郊区的现象。从近地面温度图上看，郊区气温变化很小，而城区高温区的形状像是海里突出海面的岛屿，因此形象地称之为城市热岛^[1]。

1.2.2 热岛强度的定义

“城市热岛强度”是指城市中心区的气温与周围郊区(乡村)气温的差值^[2]，它用来表征城市小气候影响下城区与郊区(乡村)温差的程度。据了解，世界上较为发达的国家以及地区的热岛强度一般会比较大，比如中国上海、美国纽约、法国巴黎等等。现有的研究表明，城市的平均温度一般比郊区高出 0.5－1.0℃。

1.2.3 产生机理

由于城市化进程的加快，城市地表被不透水的建筑物、道路等表面覆盖，植被覆盖面积逐渐变少，导致底层表面的性质发生改变。在白天的同一时段，城市的地表往往比郊区吸收更多的太阳辐射，使得地表温度升高，所存储的热在晚上释放。因此，城市往往高于周边农村地区的温度，，并且城市住房、交通、工业等诸多活动也会释放大量的热量，这两个因素共同推动城市热岛效应的生成 ^[3]。

1.3 城市热岛的研究方法及现状

目前，研究城市热岛的方法主要包括地面观测方法、遥感监测法和数值模型方法等三种方法。地面观测方法主要是在有限年份的城郊气象观测站资料的基础上，结合定点、流动观测资料进行城郊气温差值研究。遥感监测一般利用遥感和GIS技术从卫星遥感资料中反演地表温度，研究城郊地温差异。数值模型方法:一般将现有的历史数据以及气象要素数据作为参数，建立合适的模型，研究各个参数对热岛强度的影响，在此基础上预测热岛强度未来几年的变化。

1.3.1 地面观测方法

地面观测方法包括地面气象站观测和人工测点方法两种，桑建国等学者^[4-5]利用地面气象站点的历史观测数据，对于城乡几年来的气温变化进行对比分析，来研究城市热岛效应形成机制。邱新法等^[6]利用南京市4个气象站的1961-2005年历史气温资料，对南京市城市热岛效应进行了全面、细致、深入的研究;李有等^[7]利用在2001年11月7日到8郑州市的日观测数据，对于郑州市及其近郊进行网格化研究，从中选取24个网格点作为城郊代表，制作郑州市日热岛效应变化图。 Wong^[8]在新加坡、Unger^[9]在匈牙利、Kuttler^[10]在德国等，利用人工测点的方法研究城市绿化对于城市热岛效应的缓解作用。我国学者严平^[11]等流动观测车作为移动观测来研究合肥市城市热岛强度与绿化效应之间的相关关系。

1.3.2 遥感技术反演城市热岛

随着地理信息的发展和遥感技术的成熟，遥感反演在城市热岛的研究中受到广大学者的欢迎。目前主要有被指数监测方法、温度监测方法、基于热力景观生态学的独创方法三种。Gallo 等^[12]利用NOAA/AVHRR 数据获得归一化植被指数NDVI来研究与城郊气温差异的关系，在此基础上对于热岛效应进行研究。周红妹^[13]认为城市与郊区的NDVI指数作为地表覆盖物质标志，两者之间的差异导致了城郊最低气温差异。范心圻^[14]利用LANDSAT TM 影像数据反演得到亮温数据对北京市城市热岛的时间以及空间尺度上的研究。马伟等^[15]利用北京的Landsat-5 TM 数据反演得到的地表温度进行热岛效应的研究。陈云浩等^[16]基于RS和 GIS 技术，提出了基于热力景观生态学的独创方法，分析了上海市热环境空间格局和动态演变过程。

1.3.3 数值模型方法

数值模型方法主要利用统计模型、数值模型、物理模型和解析模型等四种数值模型研究城市热岛效应的方法，这边主要介绍前面两种应用非常广泛的模型。

数值模型在热岛研究中较为广泛。Khan^[17]利用三维的中尺度模型研究的Brisbane的城市热岛，并利用不同的参数、气象数据模拟不同条件下城市热岛情况。终华等^[18]利用随时空分布的人为热排放情况作为参数，利用北京大学城市边界层模式对北京冬季城市边界层结构特征进行模拟，通过控制人为热的参数进行模拟来研究北京地面温度的变化。

1.3.4 三种方法的混合应用

随着遥感技术的出现并逐步应用到热岛研究中，学者们在研究中会将遥感观测和数值模型以及地面观测数据结合，提高热岛研究的科学性、合理性。如Kidder等^[19]用AVH双卫星资料反演地表参数(反照率，土壤热和湿度比率)建立热岛模型，利用流体静力学的三维中尺度模型对亚特兰大的热岛进行了模拟研究。刘辉志等^[20]结合遥感技术与地面测定的方法，对北京城市热岛现状作分析研究。

1.4 研究内容、目的及意义

近年来，晋江市年平均气温呈上升趋势，由于城镇较为密集，高楼在城镇较为集中，形成城市内微气候，使得城市气温变高，城市热岛己经不容乐观。研究晋江市城市热岛时间空间分布规律对于改善居民的居住环境、走城市的可持续发展的是非常有必要的。因此，我们在RS和GIS技术支持下，利用城市热环境表征因子(主要为城市气温和城市地表温度)进行晋江市城市热岛效应的变化分析，来研究晋江市城市热岛效应的现状以及变化趋势，并在此基础上，提出缓解晋江市城市热岛效应的一些措施。

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