韶關(guān)市湞江區(qū)城市河流冷島強(qiáng)度分析

張妤琳

（韶關(guān)學(xué)院 廣東·韶關(guān) 512005）

0 引言

城市熱島效應(yīng)是城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象，是城市氣候中最顯著的特征。城市“冷島效應(yīng)”是隨著城市“熱島效應(yīng)”研究的不斷深化而逐漸發(fā)展起來(lái)。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，基于 ETM+影像輻射傳導(dǎo)方程算法對(duì)地表溫度反演的研究逐漸得到學(xué)者關(guān)注和應(yīng)用，結(jié)合土地利用對(duì)城市“冷島效應(yīng)”的研究也越來(lái)越多。

本文對(duì)韶關(guān)市湞江區(qū)春夏秋冬四個(gè)季節(jié)具有代表性的landsat8遙感影像進(jìn)行地面溫度反演，獲取湞江區(qū)的溫度數(shù)據(jù)，并與氣象溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，分析湞江區(qū)流域的在時(shí)間和空間上的冷島強(qiáng)度變化。

1 研究數(shù)據(jù)方法和方法

本文使用韶關(guān)市湞江區(qū)2016年2月（春）、6月（夏）、8月（秋）、12月（冬）landsat8遙感影像，解譯出土地利用圖，并以熱紅外光譜屬性為基礎(chǔ)，運(yùn)用大氣校正法定量反演研究區(qū)的地表溫度，確定城市冷島并定量描述冷島強(qiáng)度。通過(guò)緩沖區(qū)將地表溫度與土地利用進(jìn)行疊加分析，探討冷島強(qiáng)度在時(shí)間和空間上的特征。

運(yùn)用Envi的subset data from rois工具導(dǎo)出各土地利用類型代表區(qū)域的緩沖區(qū)，計(jì)算的各代表區(qū)域的平均溫度，用Compute Statistions計(jì)算各代表區(qū)域的平均溫度從而獲得韶關(guān)市湞江區(qū)春夏秋冬四個(gè)季節(jié)的各個(gè)用地類型代表區(qū)域的冷島強(qiáng)度值。

2 研究結(jié)果

2.1 土地利用

本文將土地利用類型劃分為 5類，分別是耕地、林地、建設(shè)用地、水域和未利用地。研究區(qū)的林地分布范圍最廣，占地面積最大，占 53.26%；其次是耕地的占地面積，占18.37%；再次是建設(shè)用地，占地14.07%，主要集中分布在河流兩岸；水域占8.43%，占地比重最少的是未利用地，僅占5.87%。由圖可以看出，河流水域主要分布在湞江的西南部（見(jiàn)圖1）。

圖1：2016年湞江區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖

2.2 地表溫度反演

本文基于LandSat8衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)計(jì)算地表比輻射率，對(duì)比相同溫度下黑體的輻射亮度值，反演地表溫度，設(shè)計(jì)溫度梯度以及做相關(guān)處理得出研究區(qū)不同季度的地表反演結(jié)果。

圖2：湞江區(qū)春季、夏季地表溫度反演圖

圖3：湞江區(qū)秋季、冬季地表溫度反演圖

2.3 緩沖區(qū)疊加分析

本文以研究區(qū)土地利用分類圖為底圖，設(shè)定緩沖距離為1000米，方向?yàn)榇怪焙恿鳎瑢?duì)建設(shè)用地、林地、耕地等主要土地利用類型建立緩沖區(qū)。

圖4：湞江區(qū)緩沖區(qū)分布圖放大圖

3 結(jié)果分析

3.1 不同季節(jié)建設(shè)用地冷島強(qiáng)度變化

由下圖數(shù)值及變化規(guī)律可以得出以下結(jié)論，建設(shè)用地所對(duì)應(yīng)的河流冷島強(qiáng)度呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：春季的冷島強(qiáng)度＞夏季的冷島強(qiáng)度＞秋季的冷島強(qiáng)度＞冬季的冷島強(qiáng)度。春季冷島強(qiáng)度表現(xiàn)為強(qiáng)冷島，夏季、秋季、冬季均表現(xiàn)為弱冷島。

圖5：不同季節(jié)建設(shè)用地冷島強(qiáng)度變化

3.2 不同季節(jié)林地冷島強(qiáng)度變化

由下圖數(shù)值及變化規(guī)律可以得出以下結(jié)論，建設(shè)用地所對(duì)應(yīng)的河流冷島強(qiáng)度呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：春季的冷島強(qiáng)度＞夏季的冷島強(qiáng)度＞冬季的冷島強(qiáng)度＞秋季的冷島強(qiáng)度。

圖6：不同季節(jié)林地冷島強(qiáng)度變化

圖7：不同季節(jié)耕地冷島強(qiáng)度變化

3.3 不同季節(jié)耕地冷島強(qiáng)度變化

由圖7可知，建設(shè)用地所對(duì)應(yīng)的河流冷島強(qiáng)度呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：夏季的冷島強(qiáng)度＞春季的冷島強(qiáng)度＞冬季的冷島強(qiáng)度＞秋季的冷島強(qiáng)度。夏季和春季的冷島強(qiáng)度較大，表現(xiàn)為較強(qiáng)冷島和弱冷島。

基于以上分析，本文認(rèn)為不同季節(jié)冷島強(qiáng)度的大小不一樣。春季和夏季的冷島強(qiáng)度比較大，冷島效應(yīng)明顯；秋季冷島強(qiáng)度不明顯，原因是秋季溫度比較溫和，由此可見(jiàn)冷島強(qiáng)度的大小受溫度的影響很大。建設(shè)用地所對(duì)應(yīng)的河流冷島強(qiáng)度最明顯，隨季節(jié)的變化也很明顯；林地冷島強(qiáng)度最弱，原因是林地而本身就有一定的降溫作用，這也說(shuō)明了冷島強(qiáng)度的大小受到了用地類型的影響。

4 討論與展望

本文利用Landsat8+影像，大氣校正的方法對(duì)湞江區(qū)進(jìn)行了地表溫度反演，得到了湞江區(qū)地表溫度分布格局，選出各土地利用類型代表區(qū)域，統(tǒng)計(jì)出各代表區(qū)域的平均溫度，進(jìn)而求得河流的冷島強(qiáng)度。通過(guò)土地利用類型的變化、距離變化和季節(jié)的變化分析河流冷島強(qiáng)度的變化。但本文僅采用的四個(gè)時(shí)間點(diǎn)的影像數(shù)據(jù)來(lái)代表四個(gè)季節(jié)的數(shù)據(jù)，并未結(jié)合氣象溫度等數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)量較少，存在一定局限。