基于遥感和GIS的上海市热岛效应研究开题报告.doc

贵州师范学院本科毕业论文（设计）开题报告书 论文题目 基于遥感和GIS的上海市热岛效应研究 作者姓名 田海勇 学号 1109080540033 年级 2011级 所属学院 地理与旅游学院 专业 地理科学 班级 2班 指导教师姓名 安佑志 职称 副教授 预计字数 6000 题目性质 基础研究 日期 2014年11 月29日 选题的原由：1）说明本选题的理论、实际意义 2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解 理论意义： 城市热岛效应(Urban Heat Island Effect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。城市热岛是城市气候最显著的特征之一。城市化进程加快使得城市热岛日益加剧，对城市人居环境产生了极为不利的影响。 由于城市热岛的存在，城区尤其是工业区盛行上升气流，大量烟尘等颗粒随气流悬浮在空中，容易产生酸雨，破坏城市及周边地区的生态环境。此外，气温升高还会加快光化学反应速度，使近地面大气中臭氧浓度增加，影响人体健康。开展城市热岛效应的研究，对于了解人类活动影响城市气候的规律，降低城市环境污染，控制能耗，增进城市居民的健康水平等都具有重要的意义。 实际意义： 本文选择上海市作为研究区，研究城市化快速发展形成期的城市热岛效应。在Landsat TM5数据的热红外波段反演上海地区地表温度的基础上，应用空间分析方法分析上海城市热岛效应的变化强度及与不同土地利用类型之间的关系。研究成果对于制定合理的城市用地布局与规划以及治理和改善城市生态环境具有重要的参考意义。 国内外研究动态： 遥感监测不受时空限制，能大面积、多角度、多时相地观测地面，最大限度地减少了人为因素干扰，遥感以其无可比拟的优越性迅速成为城市热岛研究者的首选工具之一。目前，城市热岛遥感监测研究方向主要集中在以下几个方面： 1.城市热岛形成机制研究 城市热岛效应形成机制是城市热岛效应研究的重点和难点，尤其人类活动对城市热岛效应形成的影响一直备受关注。城市热岛的形成、发展及其空间分布受到多种因素的影响。城市热岛变化机制研究的目的就在于通过分析城市热岛变化背后的各种驱动力，最终揭示城市热岛的形成、发展变化的驱动机制。 城市地区特殊的热力环境及复杂的空间几何特征是城市热岛形成的必要条件，研究者常常把城市工业布局、用地类型、人口密度、城市下垫面及盛行风作为相关影响因子，分析城市热岛形成原因及过程，为城市规划提供决策依据。如孙越霞等[1]分析了城市热岛形成的原因，并进行了模型模拟。吴宜进等[2]研究了武汉城市热岛的形成机制。Bendor和Sarron[3]利用航空热红外图像对城市热岛结构进行动态监测。Koen Steemers等[4]利用模型研究了城市街道纹理与太阳辐射小气候效应之间的关系。 2.城市热岛分布特性研究 这类研究主要是以遥感影像的判读为依据，绘出城市热岛影响区域，并做以定性描述。苏伟忠等[5]采用Landsat ETM+热红外图像分析南京市热场分布规律，构建了土地覆被指数定量表示热场分布特征与土地利用/覆被的关系。 3.城市热岛监测、预测研究 通常，人们通过城乡气温的历史对比分析来研究城市热岛效应，反映城市热岛的发展趋势，并且针对历史气象数据，采用回归分析，拟合城市热岛强度与相关影响因子之间的关联式，以此来预测城市热岛的发展态势。 陈志等[6]首次将灰色系统理论运用到城市热岛效应的评价与预测中，利用灰色关联度分析方法，对影响城市热岛各因素的贡献测度进行分析和确定，并利用云灰色模型对城市热岛的发展态势进行预测，结果与实际城市热岛效应的现状及其发展趋势具有较好的一致性。目前城市热岛的预测研究较少，如何利用遥感数据对城市热岛的强度和频度进行预测将是今后研究的重点。 4.城市热岛效应分布与土地利用类型的关系 研究城市热岛效应的遥感平台有卫星、飞机、试验塔；传感器有AVHRR、Landsat MSS/ TM/ETM+、SPOT、MODIS，应用较广泛的是AVHRR和Landsat TM。国外遥感用于城市热岛效应研究已有30余年，应用领域集中在热岛效应形成机制研究，具体包括城市热岛效应与下垫面、土地利用类型的关系、城市地表能量平衡等[7]。国内相关研究始于20世纪80年代末，仅是对城市热岛效应分布特征的定性描述或简单的定量分析，以城市热岛效应分布特征的研究居多。概括起来，遥感用于城市热岛研究的主题包括城市热岛效应分布与土地利用类型的关系、植被覆盖关系、城市热岛效应演变等方面。 每种土地利用类型的热学特征、辐射特征、人为热不同，对热岛效应的形成贡献有异。土地利用类型的热学特征、辐射特征可以通过下垫面介质的热传导率、热容量及二者乘积的热导纳特征来表现。 城市用地类型主要是水泥下垫面，以上3个热特征都比非城市用地类型大，加上人为热影响，白