第19卷　第2期环　境　科　学　研　究

ResearchofEnvironmentalSciences　　

Vol.19,No.2

,2006

基于遥感的北京市城市化发展与城市热岛效应变化关系研究

王文杰

1,2,3

,申文明

1,2,3

,刘晓曼,张　峰,潘英姿

334,5

,罗海江

3,5

(1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京　100101;2.中国科学院研究生院,北京　100049;3.中国环境监测总站,

北京　100029;4.中国环境科学研究院,北京　100012;5.北京师范大学地理学与遥感科学学院,北京　100875)

摘要:下垫面改变、大量人为热排放及城市区域本身的温室气体排放是导致城市热岛产生的主要原因,城市规模则决定了城市区域热岛效应的影响规模与强度,进而影响区域空气中污染物的扩散.利用1978年以来不同时段的遥感影像对北京城市用地、绿地、归一化植被指数、城市热岛区面积进行了监测,分析了北京市20余年来城市规模的变化及空间布局特征、城市绿地变化、城市热岛效应及其相关关系,旨在为城市合理布局,改善环境状况提供基本信息.结果表明,北京市20余年来城市热岛区面积增长明显,2000年以来四环内由于绿地面积增长、城市结构日趋合理,城市热岛有减缓的趋势.

关键词:遥感;城市化;绿地;归一化植被指数;城市热岛效应;亮温

中图分类号:X82012　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-6929(2006)0044-05

ResearchontheandUrbanHeat

IslandEffectsinsedonRemoteSensing

WANG1,2,3

,2,2,3

,LIUXiao2man,ZHANGFeng,PANYing2zi

334,5

,LUOHai2jiang

3,5

(1.InstituteandNaturalResourcesResearch,CAS,Beijing　100101,China;2.GraduateUniversityofCAS,

Beijing　,China;3.ChinaNationalEnvironmentalMonitoringCenter,Beijing　100029,China;4.ChineseResearch

AcademyofEnvironmentalSciences,Beijing　100012,China;5.SchoolofGeography,BeijingNormalUniversity,Beijing　100875,China)Abstract:Theurbanheatislandismainlycausedbythechangeofunderlyingsurface,artificialheatemissionanddischargeofgreenhousegas.Theareaandintensityofheatregionareaffectedbythemagnitudeofthecityand,furthermore,theyaffectthedispersaloftheairpollution.Theauthorsmonitoredthecharacteristicofurbanregion,greenland,NDVIandtheareaofurbanheatislandinBeijingsince1978basedonremotesensingusingLandsatMSSΠTMΠETMdata.Therelationbetweenurbanization,greenland,NDVIandurbanheatislandeffectwasanalyzed.Theresultofthefastgrowthofurbanheatislandareainthewholecitywasaddressed.TheheatislandregionofinnerfourthringofBeijingwasdecreasedasaresultofgrowthofgreenlandandsuitablecitystructuresince2000.Itcanprovidebasicinformationfortheplanofurbanizationandimprovementofenvironmentalquality.

Keywords:remotesensing;urbanization;greenland;NDVI;urbanheatislandeffect;brightnesstemperature

+

　　城市热岛是指城区气温高于郊区的现象,是城市气候最明显的特征之一,反映了城市面积扩大对区域环境的影响.城市热岛形成的因素包括下垫面、人为热和温室气体排放3个方面.城市内部下垫面不透水面积大,降水很快从排水管流失,可供蒸发的水分比郊区少;大量人工构筑物改变了下垫面的热属性,沥青、水泥混凝土等人工构筑物具有较小的热容量和吸热快的特性,在相同的环境条件下,比绿地或其他自然下垫面升温快,因而其表面温度明显高于自然下垫面,形成了

收稿日期:2005-10-24

基金项目:国家“十五”科技攻关计划项目(2003BA614A-06-04)作者简介:王文杰(1970-),男,湖南湘潭人,高级工程师.

城市中以人工构筑物为中心的高温区域.城市中排放的大量人为热、温室气体CO2等也是形成热岛的一个重要原因.近年来,随着我国城市化进程的加快,特别是大城市区域规模的扩大,城市热岛现象日益明显,直接影响到人们的生产与生活,逐渐成为人们关注的重要环境问题.

由于遥感技术具有快速、全方位地获取不同空间分辨率、多光谱信息的特征,已成为对城市热岛效应影响因素的监测与分析的有效手段.如采用气象卫星DMSPΠOLS数据分析灯光指数来反映区域城市规模与

能量释放强度

[1]

,研究城市化发展与区域植物NPP以

[2]

及城市热岛关系

,利用LandsatTM数据研究城市空