《遥感解译与制图》课程设计城市热岛效应研究基于ASTER数据.ppt

基于ASTER数据,长春城市热岛效应研究,课程设计,研究背景,随着世界的发展，人口的增多，城市化的进程不断加快，一座座新城市不断被建起，人类文明因此高速发展。但是不可避免的，人类的扩建也产生了恶果。其不仅对环境造成了破坏，对自身也有不小的影响。其中，城市热岛效应是一个突出的现象。其具体表现为城市相对于周围郊区温度明显偏高，如同露出水面的岛屿。城市热岛效应有促进光化学烟雾，加重污染，增加能耗，使人中暑等坏的影响。,研究意义,城市热岛是衡量城市环境质量的一个重要指标。研究城市热岛与地物之间的关系，从而可以从生态学角度论述了改善城市热岛的影响，进而提出改善城市热岛效应的建议。,研究现状,城市热岛效应的研究可归结为对温度反演的研究。传统的地表温度反演是通过地面有限观测点的观测数据来推论分析区域地表温度的空间差异，随着遥感技术的发展，快速获取区域空间信息成为可能，这也使热红外遥感及地表温度反演成为遥感研究的一个重要领域。由于精确测量地表温度具有一定的难度，陆面温度反演成为当前的研究热点之一，随之形成了许多实用的地表温度反演方法，比如劈窗算法、单窗算法以及多通道算法等，针对比较流行的遥感影像如Landsat、MODIS等使用，对于ASTER遥感数据的地表温度反演算法较少。目前ASTER温度产品官方采用的反演方法是ASTERTES。亮度温度虽然与实际有一定误差，误差范围一般在13，但是对于大范围研究误差还是在允许范围之内,或者采用一定的误差减小方法可以降低误差的影响。,ASTER数据,ASTER数据有14个波段组成，1-3波段为可见光/近红外(VNIR)波段空间分辨率为15m，4-9波段为短波红外(SWIR)波段空间分辨率为30m，10-14波段为热红外（TIR）波段空间分辨率为90m。ASTER数据具有较高的空间分辨率和波谱分辨率，特别是ASTER数据中的第13和14波段，在反演区域地表温度方面具有较明显的优势。,研究内容,课题小组用的原始数据是长春09年的ASTER数据。小组对热红外（TIR）的五个波段分别进行了温度反演，特别对13和14波段的温度图像进行了温度分级设色，并进行了相关的分析，最后提出了对城市热岛效应研究的展望。,研究区概况,长春市地处北半球中纬地带，欧亚次大陆东岸的中国东北松辽平原腹地，属温带大陆性季风气候。年平均气温4.8，最高气温395，最低气温-398，在全国干湿气候分区中，地处湿润区向亚干旱区的过渡地带。市中心位于东经12519，北纬4353。本文研究区域包括长春市城区和部分郊区。,研究技术路线,实验内容及步骤,一，实验数据预处理。用Envi对ASTER数据热红外波段进行波段拆分，接着对拆分的波段数据进行温度发射率分离，最后在Erdas中将发射率文件转换成.img格式，并进行裁剪。,实验内容及步骤,实验内容及步骤,二，温度反演。在Erdas中建模，进行温度的反演，小组通过阅读文献比较，最后采用了ASTER官方温度反演公式ASTERTES。,实验内容及步骤,ASTERTES算法其中光谱辐射亮度Ln在Erdas中转换获得。,实验内容及步骤,在Erdas中建模，进行温度的反演.,实验内容及步骤,实验内容及步骤,建模计算温度T,实验内容及步骤,温度计算表达式,实验内容及步骤,三，着重对13和14波段生成的温度图像进行分析并得出结论。这里只就13波段温度图像分析进行介绍。对温度图像进行温度分级设色，进行分析。,实验内容及步骤,13波段温度图像的统计数据结果。,实验内容及步骤,温度分级设色,实验内容及步骤,温度分级设色城市整体温度明显高于周边地区，呈现热岛现象。,实验内容及步骤,观察可以发现：植被覆盖大，水体面积大的地区温度明显低于周边。这说明植被水体对改善城市热岛效应影响有一定的作用，可以指导城市的规划。,课题的展望,对于长春地区的城市热岛效应的研究，可以就以下几个方面进行深入的研究。1，温度反演算法的研究。2，结合长春城区土地地类解译图和长春城区的温度图像进行分析，获得影响热岛效应的主要因素，并提出解决办法和建议，但这必须建立在获得了高精度温度图像的前提下。,参考文献,1.张科平.改善上海城市热岛效应的对策研究J.上海铁道大学学报，1998.2.基于ASTER数据的地表温度反演研究3.基于ASTER的南京城市地区城市热岛效应的研究4.毛克彪等一个从ASTER数据中反演地表温度的劈窗算法5.ASTER数据,鸣谢,首先感谢二班创新实验小组，无私地提供了实验原始数据：09年长春AST