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摘 要：本文以天津市滨海新区为研究区域，利用Landsat数据，通过单窗法反演出地表温度，进而对滨海新区温度分布以及对城市热岛分布变化进行分析。运用归一化植被指数（NDVI）与地表温度的相关性，对滨海新区自1992-2009年年间该研究区域温度差异进行定量分析。结果表明，17年间，滨海新区的城市热岛效应明显，城市热环境恶化，城市地表温度的差异与下垫面类型有关。
关键词：城市热岛；地表温度反演；Ladsat TM/ETM+；单窗法
由于城市地表地物覆盖的多样性，以及地形的不同，需要考虑的因素较多，准确的反演地表温度成为研究城市热岛的关键。
一、研究区域概况与研究数据来源
1、区域概况
天津滨海新区地处华北平原北部，位于中纬度欧亚大陆东岸，滨海新区属于大陆性季风气候，并具有海洋性气候特点。全年平均气温13.0℃。年平均降水量566.0毫米，降水随季节变化显著，冬、春季少，夏季集中。
2、数据来源
本研究遥感数据来源为美国地质调查局所提供的天津市滨海新区1992年7月30日Landsat TM及2009年8月30日的Landsat ETM+两个时相的数据，其他辅助数据：天津市从1951-2012年有关气象数据及滨海新区1∶5万地形图等。
二、地表温度的反演
本文通过运用Artist & Camahan单窗算法对研究区域陆面温度进行反演。通过图像的灰度值（DN）先转化成相应的热辐射强度值，进一步推算出相应的亮温值[1]，根据康秀丽等人提出的，星上辐射强度值经过大气校正后，可以得出亮温和地表温度关于比辐射率的函数关系式，进而得到陆面温度[2]。
三、结果与分析
通过对天津市滨海新区1992年及2009年遥感影像进行计算和处理，最终反演出天津市滨海新区的地表温度，热岛现象比较明显，与天津市气象局所提供的气象数据基本上一致，因此可以根据反演的地表温度进行进一步的研究和分析。
1、城市热岛的界定
利用地表温度来研究城市热岛，首先需要对城市热岛进行界定。本文通过通过均值-标准差法[3]，将研究区域城市地表温度划分为4级、5级、6级，经过比较后，将地表温度划分为6级，代表城市热岛的面积相对较小，低、中温区域面积较为合适，比较符合实际情况，且不同地物温度差异较明显，符合本文对城市热岛定量研究的要求。
2、热岛空间分布分析
通过均值-标准差法对研究区域不同时间的地表温度进行级别划分，规定特高温和高温区为城市热岛，进而可以城市热岛的空间格局进行分析（图3-1）。
图3-1 研究区地面温度等级图划分图
由图3-1可以看出，从1992年到2009年城市热岛特高温区和高温区的面积有所增加，并呈现出由西南向东北和中部方向扩张的趋势，城市热岛范围在滨海新区开发区和开发区西区内迅速扩大，且较为集中，1992年的低温区和次中温区被2009年的特高温和高温区所替代，这与该地区城市化的快速发展是相一致的。可以看出，滨海新区开发区大部分面积为热岛所覆盖，热岛效应强度加剧，热环境恶化。在温度上变化明显的区域主要集中在滨海新区的开发区及开发区西区，温度上升较明显，所占整个滨海新区整个面积较大且较为集中，而位于滨海新区西南部的中塘镇、小王庄镇、太平镇及大港区温度级别下降明显；17年间，北大港水库的温度变化不大。这说明滨海新区开说明城市化进程在滨海新区的中东部发展较为迅速，热岛分布随城市化的扩张而扩张。
四、结论分析与措施
城市热岛程度的加剧与地表下垫面的改变有关：城市建筑物的增加改变了下垫面的热属性，吸收大量太阳短波辐射并储蓄能量，使其聚集在城市上空，直接影响城市局部气温，对于快速发展的城市来说，下垫面的变化对城市热岛的影响日趋明显。
同时，城市人口的急剧增长，人们在生产生活中消耗了大量能源，无形中向空气中排放了数量可观的无效能；汽车尾气微尘排放至大气中，空气中氮氧化物与以及颗粒粉尘的大量存在也在很大程度上加剧里大气对流层温室效应，引发城市进一步升温。还有城市建筑物密度增大，导致城市间的空气流通受阻，热量无法疏散积聚在城市上空，这些都是造成城市热环境的恶化的原因。如何缓解天津市滨海新区城市热岛效应，需要根据热岛的成因和驱动因素考虑，需要从增大下垫面植被率，减少大气污染物排放量，合理规划城市建设三方面入手，同时结合天津市滨海新区发展的实际情况，为缓解滨海新区城市热岛效应提出合理的、有效的措施及对策。
参考文献：
[1]覃志豪，zhang Minghua，Arnon Kamieli et al.用陆地卫星TM6数据演算陆面温度的单窗算法[J].地理学报，2001，56（4）.
[2]康秀丽，胡丽华，高洪升，等.浅谈辽宁省水资源信息管理系统的建设[J].东北水利水电，2001，19（6）.
[3]Gallokp， Mcnabal， Karltr. etal. The use of a vegetation index for assessment of the urban heat island effect[J].International Journal of Remote Sensing，1993（14）.
作者简介：司敏（1982.10-），女，河南人，天津师范大学城市与环境科学学院2010级理学硕士，主要研究方向：地理信息系统应用。
关键词：城市热岛；地表温度反演；Ladsat TM/ETM+；单窗法
由于城市地表地物覆盖的多样性，以及地形的不同，需要考虑的因素较多，准确的反演地表温度成为研究城市热岛的关键。
一、研究区域概况与研究数据来源
1、区域概况
天津滨海新区地处华北平原北部，位于中纬度欧亚大陆东岸，滨海新区属于大陆性季风气候，并具有海洋性气候特点。全年平均气温13.0℃。年平均降水量566.0毫米，降水随季节变化显著，冬、春季少，夏季集中。
2、数据来源
本研究遥感数据来源为美国地质调查局所提供的天津市滨海新区1992年7月30日Landsat TM及2009年8月30日的Landsat ETM+两个时相的数据，其他辅助数据：天津市从1951-2012年有关气象数据及滨海新区1∶5万地形图等。
二、地表温度的反演
本文通过运用Artist & Camahan单窗算法对研究区域陆面温度进行反演。通过图像的灰度值（DN）先转化成相应的热辐射强度值，进一步推算出相应的亮温值[1]，根据康秀丽等人提出的，星上辐射强度值经过大气校正后，可以得出亮温和地表温度关于比辐射率的函数关系式，进而得到陆面温度[2]。
三、结果与分析
通过对天津市滨海新区1992年及2009年遥感影像进行计算和处理，最终反演出天津市滨海新区的地表温度，热岛现象比较明显，与天津市气象局所提供的气象数据基本上一致，因此可以根据反演的地表温度进行进一步的研究和分析。
1、城市热岛的界定
利用地表温度来研究城市热岛，首先需要对城市热岛进行界定。本文通过通过均值-标准差法[3]，将研究区域城市地表温度划分为4级、5级、6级，经过比较后，将地表温度划分为6级，代表城市热岛的面积相对较小，低、中温区域面积较为合适，比较符合实际情况，且不同地物温度差异较明显，符合本文对城市热岛定量研究的要求。
2、热岛空间分布分析
通过均值-标准差法对研究区域不同时间的地表温度进行级别划分，规定特高温和高温区为城市热岛，进而可以城市热岛的空间格局进行分析（图3-1）。
图3-1 研究区地面温度等级图划分图
由图3-1可以看出，从1992年到2009年城市热岛特高温区和高温区的面积有所增加，并呈现出由西南向东北和中部方向扩张的趋势，城市热岛范围在滨海新区开发区和开发区西区内迅速扩大，且较为集中，1992年的低温区和次中温区被2009年的特高温和高温区所替代，这与该地区城市化的快速发展是相一致的。可以看出，滨海新区开发区大部分面积为热岛所覆盖，热岛效应强度加剧，热环境恶化。在温度上变化明显的区域主要集中在滨海新区的开发区及开发区西区，温度上升较明显，所占整个滨海新区整个面积较大且较为集中，而位于滨海新区西南部的中塘镇、小王庄镇、太平镇及大港区温度级别下降明显；17年间，北大港水库的温度变化不大。这说明滨海新区开说明城市化进程在滨海新区的中东部发展较为迅速，热岛分布随城市化的扩张而扩张。
四、结论分析与措施
城市热岛程度的加剧与地表下垫面的改变有关：城市建筑物的增加改变了下垫面的热属性，吸收大量太阳短波辐射并储蓄能量，使其聚集在城市上空，直接影响城市局部气温，对于快速发展的城市来说，下垫面的变化对城市热岛的影响日趋明显。
同时，城市人口的急剧增长，人们在生产生活中消耗了大量能源，无形中向空气中排放了数量可观的无效能；汽车尾气微尘排放至大气中，空气中氮氧化物与以及颗粒粉尘的大量存在也在很大程度上加剧里大气对流层温室效应，引发城市进一步升温。还有城市建筑物密度增大，导致城市间的空气流通受阻，热量无法疏散积聚在城市上空，这些都是造成城市热环境的恶化的原因。如何缓解天津市滨海新区城市热岛效应，需要根据热岛的成因和驱动因素考虑，需要从增大下垫面植被率，减少大气污染物排放量，合理规划城市建设三方面入手，同时结合天津市滨海新区发展的实际情况，为缓解滨海新区城市热岛效应提出合理的、有效的措施及对策。
参考文献：
[1]覃志豪，zhang Minghua，Arnon Kamieli et al.用陆地卫星TM6数据演算陆面温度的单窗算法[J].地理学报，2001，56（4）.
[2]康秀丽，胡丽华，高洪升，等.浅谈辽宁省水资源信息管理系统的建设[J].东北水利水电，2001，19（6）.
[3]Gallokp， Mcnabal， Karltr. etal. The use of a vegetation index for assessment of the urban heat island effect[J].International Journal of Remote Sensing，1993（14）.
作者简介：司敏（1982.10-），女，河南人，天津师范大学城市与环境科学学院2010级理学硕士，主要研究方向：地理信息系统应用。