熱紅外遙感在城市區(qū)域規(guī)劃中的應(yīng)用

摘 要：城市熱島效應(yīng)是城市最經(jīng)典的景觀之一，當(dāng)高溫?zé)釐u在城區(qū)形成與加強(qiáng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致城區(qū)近地面大氣出現(xiàn)上升運(yùn)動(dòng)，使城區(qū)近地面形成低壓漩渦中心[1]。又由大氣壓強(qiáng)作用，將城市周邊廢氣等有害氣體通過空氣流動(dòng)輸送到城市低壓中心，致使空氣質(zhì)量下降，損害人體健康。故優(yōu)質(zhì)的規(guī)劃應(yīng)同時(shí)考慮城市熱島分布特征，應(yīng)避免居住生活區(qū)域置于高溫?zé)釄?chǎng)之中[2]。文章通過運(yùn)用遙感技術(shù)手段，反演出熱島分布特征，結(jié)合《贛州城市總體規(guī)劃》進(jìn)行規(guī)劃合理性分析，為贛州地區(qū)城市規(guī)劃決策提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：城市規(guī)劃；遙感反演；地表溫度；土地利用

1 研究區(qū)

贛州市章貢區(qū)地處江西省南部，屬于季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，境內(nèi)水源豐富，其中有章水、貢水在境內(nèi)合流成贛江。城區(qū)位置特殊，被丘陵和章水、貢水、贛江合圍環(huán)繞，山清水秀，被譽(yù)為“千里贛江第一城”。

發(fā)展在于規(guī)劃，贛州市曾被譽(yù)為“中國(guó)宋城”在歷盡千年輝煌之后，現(xiàn)面臨著世紀(jì)轉(zhuǎn)折的挑戰(zhàn)：區(qū)域失位，中心缺位，城市發(fā)展后滯。唯有在總體規(guī)劃上尋求科學(xué)合理空間格局的突破與更人性化的規(guī)劃設(shè)計(jì)，才能更好的發(fā)展贛州市，增強(qiáng)其中心城區(qū)的輻射能力。

文章通過到贛州市歷史文化與城市建設(shè)博物館和實(shí)地調(diào)研，結(jié)合歷史資料數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，分析贛州市區(qū)在快速城市化背景下進(jìn)行的空間規(guī)劃合理性分析研究。

2 城市空間結(jié)構(gòu)合理性分析

在1996-2010年15年間，贛州市區(qū)的總體是根據(jù)《贛州城市總體規(guī)劃》來進(jìn)行規(guī)劃的。其規(guī)劃目標(biāo)是將贛州市建成贛粵閩湘通衙的區(qū)域性現(xiàn)代化中心城市。

為了城市空間總體結(jié)構(gòu)分布合理性，文章以城市熱島指標(biāo)為切入點(diǎn)，通過熱島空間分布變異與城市實(shí)際演變間的關(guān)系進(jìn)行分析研究。

對(duì)于城市熱島的研究，獲取城市地表溫度是研究的先決條件。有兩種獲取溫度的方法，即傳統(tǒng)定點(diǎn)或移動(dòng)小車監(jiān)測(cè)和遙感熱紅外反演，前者往往局限于有限的空間范圍，同步性差、空間代表性差，而后者則具有大面積、時(shí)間性強(qiáng)、測(cè)量精確和低成本等優(yōu)點(diǎn)，遙感觀測(cè)已成為城市熱島反演的重要信息來源。

為此，文章選取2000年、2004年、2014年三期Landsat TM遙感影像，對(duì)該衛(wèi)星影像的熱紅外波段，進(jìn)行地表經(jīng)溫度反演。通過解譯反演可得出2000年、2004年、2014年地表溫度分布圖，如圖1所示。

為了量化城市空間土地利用狀況與城市熱島分布情況，通過對(duì)三期遙感影像進(jìn)行監(jiān)督分類[5]，得到贛州市2000年，20

04年，2014年章貢區(qū)土地利用情況。章貢區(qū)土地利用面積表如表1所示。

從表1可以得以下信息：

章貢區(qū)在快速城市化背景下，城區(qū)區(qū)域面積在15年間快速擴(kuò)張，城區(qū)面積從2000年30.87km2，到2014年的114.21km2。城區(qū)區(qū)域擴(kuò)張劇烈，在15年間城區(qū)面積擴(kuò)大了3.7倍。

而從章貢區(qū)2000-2014年三期的熱島效應(yīng)時(shí)空分布圖中可得知：

較低溫集中分布于在森林、水體兩類地物之中，而次中溫區(qū)、中溫區(qū)則分布在草地與農(nóng)田區(qū)域中，較高溫以上區(qū)域分布在離森林較遠(yuǎn)的城區(qū)、建筑用地和少量農(nóng)田上。而高溫區(qū)和特高溫區(qū)，無論是2000年，2009年，還是2014年都是分布在城市區(qū)域范圍。2000年時(shí)候集中分布在老城區(qū)的東南方向，2009年時(shí)候高溫區(qū)和特高溫區(qū)向北面和西面的新工業(yè)區(qū)蔓延，而到了2014年的時(shí)候高溫區(qū)和特高溫區(qū)基本集中分布在新工業(yè)區(qū)。且無論是較高溫區(qū)，還是高溫區(qū)和特高溫區(qū)的區(qū)域面積范圍與往年的對(duì)比，都有了明顯、劇烈的增長(zhǎng)。

3 討論與結(jié)論

經(jīng)熱島效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)章貢區(qū)的高溫區(qū)和特高溫區(qū)向北面和西面蔓延，再對(duì)比贛州市中心城區(qū)總體規(guī)劃（2006-2020）。

由贛州市中心城區(qū)2006-2020年總體規(guī)劃圖可以看出，城區(qū)城市建設(shè)的方向也是向章貢區(qū)的北面和西面方向蔓延，剛好可以同城市高溫區(qū)蔓延的方向是一致的，且是以高溫區(qū)、特高溫區(qū)域?yàn)橹行慕ㄔ煨鲁恰?/p>

所以由此可以看出贛州市區(qū)的規(guī)劃是不合理的，其不應(yīng)該以城區(qū)的北面和西面做為城市擴(kuò)張的重要方向。因?yàn)橛捎诔鞘械目焖俪鞘谢?，城市地表硬底化，?huì)使城市下墊面保水性減弱、熱比熱容降低、反射率加劇，再加上城市綠地減少和生活廢氣等因素的綜合作用之下，使得城區(qū)微氣候發(fā)生改變，加劇熱島效應(yīng)。熱島效應(yīng)的加劇易使得高溫?zé)釐u在城區(qū)形成，導(dǎo)致城區(qū)大氣出現(xiàn)上升運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使城區(qū)近地面形成低壓漩渦中心。再由大氣壓強(qiáng)作用，將城市工業(yè)生產(chǎn)廢氣、機(jī)動(dòng)車尾氣等有害氣體如SO2、CO、NOx等和附著空氣的有毒物質(zhì)輸送到城市低壓中心，致使空氣質(zhì)量下降，有損人體健康。

通過對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，反演的城市熱島分布圖的分析研究可得知：贛州市市區(qū)的合理規(guī)劃應(yīng)該以河為依，發(fā)展濱河城市，其合理的發(fā)展是該以濱河地區(qū)為擴(kuò)張城市的重點(diǎn)依據(jù)。因?yàn)閺内M州市章貢區(qū)2000年，2004年，2014年的城市熱島分布圖可以發(fā)現(xiàn)，研究而建的老城市和新城區(qū)都是沿河而建，市區(qū)熱島效應(yīng)不明顯。沿河而將擴(kuò)張城區(qū)不但可以減弱城市熱島效應(yīng)，更可為人民提供一個(gè)舒適的生活環(huán)境，有利人民健康。

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作者簡(jiǎn)介：阮永儉（1990-），男，廣東陽江人，在讀碩士，主要研究方向：遙感技術(shù)與應(yīng)用。