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摘 要

基于landsat5的数据，通过遥感温度反演的方法得出淮安市热效应环境的空间分布情况与内部结构，结合淮安市城区的监督分类图，研究得出：淮安市中的热环境区域主要分布在与洪泽湖距离较远的淮安市辖区的中心城镇区、盱眙县主城区的工商业、人口活动较为密集的区域，淮安市的洪泽湖水系在一定程度上缓解了淮安市的热岛效应。使用ArcGis，进行摩尔指数分析，研究得出在淮安市热环境中的区域温度正态分布实验数据，根据数据得出城市亮度温度热场具有高度的空间自相关性的结论，空间自相关可以很好的描述城市热环境内部的分布与关联的模式，同时可以有效的监测城市规划区的热环境异常值区域，给城市生态规划，建设绿色城市提供根据。

关键词：遥感；空间自分析；摩尔指数；热岛效应

Abstract：Based on Landsat5 data,through remote sensing temperature inversion method that Huaian City Thermal Environment Effect of space distribution and internal structure, combined with supervision classification chart in Huai"an City,the results showed that: Huaian City thermal environment temperature center mainly concentrated in concentration away from the Hongze Lake,Qinghe District,Qingpu District,Xuyi county urban district industry and Commerce and relatively dense population living area,Huaian Nakagawa flow of Hongze Lake water system in a certain extent alleviated the Huaian city heat island effect.Using ArcGis, the molar index analysis, the researchers obtained experimental data in the region normal temperature thermal environment in Huai"an City, according to city data obtained brightness temperature thermal field with a high degree of spatial autocorrelation conclusion, spatial autocorrelation can be good description of urban heat distribution within the environment associated with the model, while the thermal environment outlier region effective monitoring of urban planning area, to the urban ecological planning and building green cities available upon.

Keywords：Remote Sensing；Spatial Self Analysis；Moran’s I；：Urban Heat Island

目 录

1 引 言 5

2 数据来源及研究方法 5

2.1 研究区概况 5

2.2 研究数据 6

3 研究方法 6

3.1 单波段合成多波段图像 7

3.2 图像镶嵌 7

3.3 图像几何校正 7

3.4 ROI区域 7

3.5 图像裁剪 7

4 温度反演 7

4.1 计算植被覆盖度 7

4.2比辐射率计算 8

4.3 辐射定标 8

4.4 计算相同温度下黑体的辐射亮度值 8

4.5 反演地表温度 9

4.6 反演结果浏览与输出 10

5空间自相关 10

5.1 研究数据与预处理 10

5.2地域划分 11

5.3研究方法 12

5.4 自相关分析 13

5.结果与分析 16

结 论 21

参考文献 23

致 谢 24

1 引 言

热岛效应是指城市化进程的不断推进，不断增加的水泥材质改变了城区地表上垫面的环境，影响到了湿度、地表比热容等物理因素，影响热力挥发，进而引起的城市小气候的变化现象。水泥铸成的路面环境比城市集中区之外的植被、土壤、水体等，更能使得中心城市区域升温，并不断的给周围环境大量辐射热量，在同一时空中，中心城市区热环境的温度普遍高于周围其他下垫面的温度，高温的中心城区处于低温的郊区或者水体与绿化的包围中，人们把这种热力学环境现象称为城市热岛效应。自20世纪以来，国际社会一直在积极研究热岛效应，通过研究绿化、规划城市建设等方案来缓解热岛效应，比如加拿大的“Cool Toronto Project”、美国的UHIPP(Urban Heat Lsland Pilot Project)计划;我国主要针对上海、武汉、兰州等大中型城市，特别是环形城市的研究比较多^[1]。

对热岛效应城市区域的监测和评估方法在这么多年中也不断在升级和更新，从常规的定点监测和移动小车观测的方法，由于他同步性和空间代表性差，观测的点位密度也不好相应的调整等原因^[1]，改进到利用气象数据来进行研究，但是这一传统方法也在技术不断更新中被慢慢淡出视野，现在，由于遥感卫星的精度和覆盖面积的不断提高，通过遥感数据来进行热力学环境分析的方式也逐渐进入大家的视野，得益于对热岛效应的重视，通过遥感影像来反演地表温度或者亮度温度的方法来研究热岛效应的方式也得到了进一步的完善^[2]。

随着城市化的发展，淮安市取得了巨大的进步。但是也滋生出了城市热岛的范围越来越大的问题，给城市中人们的生活习惯和城市发展特别是工业区的分布，以及发展带来了非常大的影响。所以，如何高效地监测城市的热场分布以及其强度，通过学习和探讨在同一时空内的城市的热岛效应的特征以及形成这种小气候的方式，分析其产生原因，进而预测其发展态势并应用于实践等，已成为现阶段解决城市热岛效应以及其引发的次生问题的迫在眉睫的问题。在本文中使用遥感和GIS数据对淮安市的城市热岛效应进行分析研究，总结其分布规律特征，最终希望结果可以为淮安市或者其他城市的城市发展规划的制定提供有建设性的意见。

2 数据来源及研究方法

2.1 研究区概况

淮安（2001的地级淮阴市更名而来）：曾用名清河，清江，淮阴，位于江苏中北部，属长江核心区以北，也是长江三角洲城市成员，是中国多届总理的故乡，由于其地理位置的优势，南北通衢，古运河纵横，淮安被授予“运河”的牌匾。

淮安市地处于两大平原之间，地势平缓，具有很好的地址优势。黄淮和江淮平原之间没有过高的山岭，淮安市全境内只有南部略高，中北部地貌主要为平原。占淮安的百分之七十。北京杭州的大运河，槐木新河，北江苏灌溉渠，淮河、废黄河等交错纵横，总水域达到全市总面积十分之一。其中丘陵较少，约为百分之十。从全淮安市的地地貌上看，淮安市整体上是平原地貌较多并占绝大多数。所以，把淮安市称之为明显的平原城市^[3] 。

2.2 研究数据

本文的遥感影像来源于地理空间数据云，使用的是Landsat5卫星于2009年10月3日和2009年10月3日获取的，条带号120，行编号37，中心经度是120.69756，中心纬度是35.54777。大气上行和大气下行热辐射强度等数据是通过NASA提供的卫星成像时记录的大气状况等相关参数中获取。淮安市行政地图在百度上下载获得。

3 研究方法

根据淮安市遥感影像得到淮安市的地表比辐射率影像和淮安市辐射定标影像，在代入辐射传输方程法，求得淮安市温度影像。

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