基于遙感的城市不透水率反演及城市熱島和降水相關性研究.pdf

1、城市化進程的一個重要指標是不透水下墊面的擴張，包括住房、道路、商業(yè)設施以及公共服務設施等硬化下墊面的增加。城市不透水面的增加會使城市水文循環(huán)發(fā)生改變，造成城市熱島、城市雨島和城市干島等現象。目前在全國范圍大力推進的海綿城市建設，其目的是減少城市開發(fā)對水文循環(huán)的影響，減少城市熱島、城市雨島和城市干島等現象。作為海綿城市規(guī)劃的重要指標，城市不透水面的精確計算對于海綿城市的規(guī)劃設計，尤其是對已建成區(qū)的海綿城市改造，有極其重要的意義。同時如何評

2、估城市不透水下墊面對城市熱島和降水的影響，對海綿城市的建設評估也有著重要意義。本研究在這幾方面做一些探索性的研究。與傳統(tǒng)統(tǒng)計資料相比，遙感數據在信息的豐富程度和時空尺度上具有極大的優(yōu)勢。衛(wèi)星搭載遙感傳感器可以突破人眼觀測的極限，能夠實現接收不同波長的光譜信息，對這些光譜信息進行分類研究，可以比較精確地反演城市不透水面的信息。
　　本研究選擇位于河南省北部，包括安陽市、湯陰縣城以及鶴壁市淇濱區(qū)的一片區(qū)域為研究區(qū)域。研究中使用的數據包

3、括遙感數據、地面驗證數據和降水數據，其中遙感數據包括Landsat5 TM1993年～2011年的長系列影像和MODIS衛(wèi)星中國區(qū)域2000年～2015年的溫度合成產品，地面驗證數據為高精度的鶴壁市淇濱區(qū)經過校核的1∶1000地形圖，降水數據為安陽氣象站1951年～2014年的日降水數據。研究首先建立BP人工神經網絡分類器，對最小分量變換處理后的Landsat5TM影像進行不透水面和透水面的分類提取，得到鶴壁市淇濱區(qū)的不透水率蓋度圖，并

4、將1∶1000地形圖進行從AutoCAD進行GIS轉換，使用轉換后的數據對不透水面提取結果進行分類精度驗證，得到分類的總體精度為79.82％，不透水類用戶精度為82.31％，不透水類的生產者精度為83.49％，Kappa系數為0.65，說明本次分類的一致性較高。在此基礎上，對鶴壁市淇濱區(qū)1993年～2011年的不透水面進行了提取，分析了該區(qū)域不透水面擴張和城市發(fā)展的模式。為了分析研究區(qū)域的城市變化發(fā)展程度，對整個研究區(qū)域進行了不透水面的

5、提取制圖，得到了研究區(qū)域2000年～2011年不透水面的動態(tài)變化。
　　本研究主要內容包括：⑴將城鎮(zhèn)化前后差異較大的年份做為分割降水數據的節(jié)點，應用學生T檢驗和Mann-Kendall趨勢檢驗，對1951年～2014年的降水數據進行了趨勢分析，結果表明在此期間降水數據沒有明顯的變化。⑵城市熱島效應的效果在夏季會更加顯著，且城市建筑物在夜間的持溫能力更強，據此，研究對研究區(qū)域城市和郊區(qū)的夏季夜間溫度進行了統(tǒng)計對比，并通過對城區(qū)溫度變