区的污染气 体又重新 地被 吹回市 区 ，增强了市 区空气 的污染。
大气 的辐 射之 和 ，可方 便地 换成 卫 星亮温 。 星 亮温 、地 温
２ １ 年 第 ９期 （ 第 ５ ０１ 总 ７期 ）
３
基 于遥感 技术 的城 市热 岛效应 研 究综述
和气 温一者 之 问关系 密切 ，冈而 基于温度 的城市 热 岛监测方 法便 成 为进行 城市 热 岛研究 最常用 、最 观的方 法 。根据 Ｊ 处理 温度手 段 的不 同温度监 测方法 又可 以分为两 小类 ：基于 亮度 温度 的监测方 法和 基于地 表温度 的监测 方法 。基 于亮温
能 源释放 大苗热 能 。
进行城 市热 岛研究 一般 都假设 由于城 市 区域 范 罔有限 ，可 以 认 为研 究 区水汽状 况近 似一致 ，冈而大气对 辐射亮 温 的影响 可 以忽 略 。但是 ， 由于 地表热 辐射在 其传 导过程 中受 到大气 和辐射 面 的多重影 响 ，卫星遥 感所观 测到 的热辐射 强度 已不 再是单 纯 的地 表热 辐射 强度 ，亮 温 同地表真 实温度 往往相 差 很大 ，有 时达 到 ５～６ Ｋ，冈而使用亮 温直接 进行城 市热 岛研 究 有着很 大 的局 限性 ｐ。 Ｊ
３１ ．． 象站法 。 统的 热岛 效应运 用气 象站 历史数 据 ， 取 １气 传 选
从城市 热 岛的产 生原 因 、危 害 和防 止等方 面人 手 ．取得 了很 大 的进 展 。随着 遥感 技术 等现 代科技 的 广泛应 用 ，在新 技术 的支持下 ，城市 热 岛效应 的研究 也进 人 了一个 新 阶段 。
产 生城 市 热 岛效应 的主要 因素 有 ： １）市 区人 口密 度 、 （
３１ ． ３运 动样 带法 。 动样 带法通 常是 在 车辆上 安装气 温测 定 ． 运 传感 器 ， 连接 着一个 便 携式 的数 据采集 器 。 并 一般数 据每 １ｓ ６
采集 一 次 ，车速 保 持在 ２ ０～３ ｋ ｈ ０ ｍ／ ，传感 器 安装 在距 车顶
植 被 指数 的热 岛监测 方法 、基 于“ 热力 景观 ” 的热 岛监 测方法
等。
害就越 强 。 （ 热 岛效 应加重 了城 区的污染 ，增加 对 能源 的 ３） 需求 。 由于 热岛的存 在 ，增 强 了逆 流效 应 ，使原 本 扩散 到郊
３２１ 于温度 的热 岛监 测方法 ．． 基 由于 热红外 遥感 记录 的是地 表物 体 的发射辐 射 、环境 及
对于城市 热 岛现象 的研究 ， 目 的监 测方法 尚无法解 决或 降 前
低热 岛效 应 的危 害 ，要改 善城市 热 岛效应 的影响 ，就 必须综 合 考虑各 方 冈素 ，有 的放矢 ，才 能从根本 上解决 问题 。
动态 演变特 征进 行 了分析 。结果 表 明 ，热力 景观 随城市 发展
候指 标的测 定 比较 ； 或者 是 利用 磺穿城 市剖 线进行 观测 研究 。
市热 岛是一 种城 市公 害 ，尤 其是 在 中低 纬度地 区 的夏 季 ，它 使原来 就 比较高 的气 温更 高 了。城市 热 岛效 应加剧 了城 市 高 温 出现 的频 率和 高温灾 害 ，并 因此带来 了巨大 的经 济损 失 。 ２ ２城 市热 岛效应 产生 的原 因及其 危 害 ． ２ ．城市 热 岛效应 产 生的原 因 ．Ｉ ２
■ 圈
研 究论 文
Ｈ ＩＸ Ａ Ｋ Ｕ Ａ ｌ Ｅ Ｘ Ｅ
基于遥 感技术 的城 市热 岛效应研究综述
福建省基 础地 理信 息 中心 林悦 瑜
［ 摘要］ 该 文对 城市 热 岛效应 的概 念、产 生原 因及 其危 害进 行 了介 绍 ，着重论 述 了遥感 技术 在城市 热 岛效应 研 究与监测 过程 中的作 用 ，并 综述 了福 州 、北京 、 南京和 武汉 四个 城市 的热岛 效应 研究 。
从 那 以后 ，遥 感技 术就 被广 泛用 于城市 热 岛的研 究 中。其数
据 源 主要 包括 航天 、航 空和地 面 的数据 。 目前 ，城市热 岛效
应 的遥 感监 测方法 主要 有 ：基于 温度 的热 岛监测 方法 、基于
经光化学反应形成一种蓝色的烟雾 ，在热岛的影响下 ，形成
二次 污染物 。热 岛 的强度越 大 ，这 种光 化学 烟雾就 越大 ，危
最低 气温差 异 的地表 物质属 性标 志【 ４ Ｊ 。
３２３基 于“ ．． 热力 景观 ” 的热 岛监 测方 法
基于“ 热力 景观 ” 的监 测方 法 系 ，胡华 浪 、陈云浩 等借 鉴
景 观生态 学 的研究 方法 引入 了“ 热力 景观 ” 概念 ，在遥 感技术 的支 持下用 景观 的观 点来研 究 ＧＩ ， 市热环境 建立 了一套 Ｓ 城 热环 境空 间格 局 与过程 研究 方 法和评 价指标 体 系 。该 方 法 Ｊ 的评 价指标 由分 维数 、形状 指数 、优势度 、破碎 度 、分离度 及 多样性等 组成 ，使 用该方 法对上 海市热 环境 的空间格 局和
立 ，建筑 物 密集 ，使 得地 表风 速通风 良 ，不利 于热 向外
季崇 萍等利 用 １ ７ 年 ～２ ０ 年 北京 ２ 个 气象观 测站逐 ９１ ００ Ｏ 站点 的平均 值 ，对北 京城市 化进 程对城 市热 岛效 应 的影响 、
日 ４ 时次 的温度 资料 ，选取具 有代 表性 的城 区和郊 区多个 个 城市 热 岛强度 的 Ｆ变化 和 长期变 化进行 了研究 。李俊 杰等利 １
建筑物 密度 高 。 ２人 为排 热和 大气 污染严 重 。 ３ 区内绿 地 （） （） 城
面积 少 ， 而裸露 地 表和 反射率 较高 的人 工建筑 物 和地 表较 多 。 ｆ） ４有集 中的人 工热 源 。
２ ．城市 热岛效 应 的危 害 ．２ ２
城 市热 岛效 应的危 害主 要包 括 ：（１ 市 区高温 对人 的影 ）
已被广 泛用来 定性 和定量 评价植 被覆盖 及其 活力 。１ ９ ９ ３年 ，
Ｇ Ｌ Ｏ 等首 次运用 由 Ａ Ｈ Ｒ 数据 获得 的植被指 数估测 了 Ａ Ｌ Ｖ Ｒ
城市热 岛效应 在引起 城 乡气 温差 异方 面的作用 。结果 表 明 ，
强 度 变 化 进 行 了 分 析 。 张 穗 等 利 用 武 汉 市 地 区 的 Ｌ ＮＤＳ Ｔ Ａ Ａ ７、Ｔ 图像 对 于热红 外波段 遥感 图像 灰度 值和地 Ｍ
的现象 ，在 温度 空 间分 布上 ，城 市 犹如一 个温 暖 的岛 屿 。城
３１ ． ２定 点观测 法 。 ． 根据 城市热 岛空 间分 布状 况 ， 定点 观测 可
以从 水平 和垂直 方 向 ２个 方 面考 虑 。 中 ， 市热 岛水平 分 其 城
布特 征一般 是选 用城郊 若 干个典 型 的位置 ，进 行数项 温度 气
用两 个时相 的 ＭＯＤＩ Ｓ３ １波段数 据 ，生 成南京城 市亮 温场 ， 分析 了南京 热场 的分 布 、大 小 ，利用亮 温场均 值 、方差 和相
对 温度评 价城市 热岛强 度 ，并 对 两个时 相城市热 场 的范围及
３ ．基 于植 被指 数 的热岛监 测方法 ．２ ２ 目 ， 前 植被 指数作 为 反映地表 植被信 息 的最 重要信 息源 ，
表 明 ：随着城 市建 没的发展 。原热 岛池 罔内高温 增加 ，热
岛范 罔明 扩 大 ．尤其 是市 区东部 发展最快 ，同时热岛外 罔
小 热 岛也 不断 涌现 【。究 其原 冈主要 有如下 几点 ： （１ 城市 ６ Ｊ ）
“ 水泥化 ” ，不透水 面增 多。 （ 城市 建筑物 密度大 。高楼林 ２） 扩散 。 （ ３）大昔人 为热 释放 。工业 、交 通 、 民生 活中使用 人
若 干 个温 度指标 ，分 析一 个城 市或 区域在 不 同发展 阶段热 岛 特征 变化情 况 。气象 站数 据可 以描述 城市 热 岛的历史 演变 过
程。
２ 城市 热岛效 应概 述
２ １城 市热 岛效应 的概念 ． 城 市热 岛通 常是指 在气 温 上 ，城 区气 温 高 、 区气 温 低 郊
０６ 距 地 面 １ ５ 高处 ， ． ｍ， ．ｍ ４ 以避免 发动 机和尾 气热 量的影 响 。
３１４遥感 测定 法 。根据地 物 在不 同波段 辐射值 的差 异 ， 用 ．． 利
热红外传感器对城市地表温度进行大面积观测 ，通过 计算得
到地物 热量 空间分 布 。 ３１５模拟 预测 。城市 热 岛效 应 常用 研究 模型有 统计模 型 、 ．． 能 量 平 衡模 型 、数值 模型 、解 析模 型和 物理模 型等 。
面温度 之 间的关 系进行 了定 的解 泽， 且采用 Ｉ Ｓ图像复 并 ｌ
合增强 的方 法得 到 了武 汉市地 面热 场分 布图 ，取 得 了很好 的
模拟效 果Ｌ。 ７ Ｊ
５ 结语
本 文结合 城市 热岛效 应研 究实 例 ，对城 市热 岛效应 的概 念 、 生原 因及 危 害等进 行了概括 性 的介绍 ， 产 着重 论述 了“Ｓ ３”
３２城 市 热 岛效应 的遥 感 调查 ． 最 早 利 用 遥 感 手 段 进 行 的 热 岛 效 应 研 究 可 以 追 溯 到
１７ ９ ２年 ， ａ 次将遥 感技术 应用 于城 市热 岛效 应 的研 究川。 Ｒ ｏ首
响 。经研 究 发现 ，人 口死亡率 与温 度 密切相 关 ， 温高 于 ３ 气 ４ 摄 氏度 ， 死亡 率 明显 增加 。 （ ） 使光化 学烟 雾 的形成 。高 ２ 促 温季节 ， 汽车 尾气 和工 厂排放 废气 中的氮氧化 物 和碳 氢化 物 ，
同地表 辐射 温度一 样 ，植 被指数 和城 乡气温之 间也存 在 明显 的线性关 系 ，而且 在解 释平 均最 低气 温的空 间变化方 面更 为
有 利 。进 一步研 究 表明 ，在地表 特征基本 未变 的情况 下 ，城 乡之 间 的 ＮＤＶＩ 异 同城 乡之 间最低 气温差异 的关 系 比之 同 差 期 的城 乡地表 温度 与城 乡最 低气 温差异 的关 系要 紧密且更稳 定 。城 乡间 ＮＤ 的差别 可能成 为导致 城乡两 种不 同环境下 ＶＩ