熱紅外遙感在城市區域規劃中的應用

摘 要：城市熱島效應是城市最經典的景觀之一，當高溫熱島在城區形成與加強時，會導致城區近地面大氣出現上升運動，使城區近地面形成低壓漩渦中心[1]。又由大氣壓強作用，將城市周邊廢氣等有害氣體通過空氣流動輸送到城市低壓中心，致使空氣質量下降，損害人體健康。故優質的規劃應同時考慮城市熱島分布特征，應避免居住生活區域置于高溫熱場之中[2]。文章通過運用遙感技術手段，反演出熱島分布特征，結合《贛州城市總體規劃》進行規劃合理性分析，為贛州地區城市規劃決策提供科學依據。

關鍵詞：城市規劃；遙感反演；地表溫度；土地利用

1 研究區

贛州市章貢區地處江西省南部，屬于季風性濕潤氣候，境內水源豐富，其中有章水、貢水在境內合流成贛江。城區位置特殊，被丘陵和章水、貢水、贛江合圍環繞，山清水秀，被譽為“千里贛江第一城”。

發展在于規劃，贛州市曾被譽為“中國宋城”在歷盡千年輝煌之后，現面臨著世紀轉折的挑戰：區域失位，中心缺位，城市發展后滯。唯有在總體規劃上尋求科學合理空間格局的突破與更人性化的規劃設計，才能更好的發展贛州市，增強其中心城區的輻射能力。

文章通過到贛州市歷史文化與城市建設博物館和實地調研，結合歷史資料數據和衛星影像數據，分析贛州市區在快速城市化背景下進行的空間規劃合理性分析研究。

2 城市空間結構合理性分析

在1996-2010年15年間，贛州市區的總體是根據《贛州城市總體規劃》來進行規劃的。其規劃目標是將贛州市建成贛粵閩湘通衙的區域性現代化中心城市。

為了城市空間總體結構分布合理性，文章以城市熱島指標為切入點，通過熱島空間分布變異與城市實際演變間的關系進行分析研究。

對于城市熱島的研究，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，即傳統定點或移動小車監測和遙感熱紅外反演，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、時間性強、測量精確和低成本等優點，遙感觀測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，對該衛星影像的熱紅外波段，進行地表經溫度反演。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，通過對三期遙感影像進行監督分類[5]，得到贛州市2000年，20

04年，2014年章貢區土地利用情況。章貢區土地利用面積表如表1所示。

從表1可以得以下信息：

章貢區在快速城市化背景下，城區區域面積在15年間快速擴張，城區面積從2000年30.87km2，到2014年的114.21km2。城區區域擴張劇烈，在15年間城區面積擴大了3.7倍。

而從章貢區2000-2014年三期的熱島效應時空分布圖中可得知：

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

3 討論與結論

經熱島效應分析發現章貢區的高溫區和特高溫區向北面和西面蔓延，再對比贛州市中心城區總體規劃（2006-2020）。

由贛州市中心城區2006-2020年總體規劃圖可以看出，城區城市建設的方向也是向章貢區的北面和西面方向蔓延，剛好可以同城市高溫區蔓延的方向是一致的，且是以高溫區、特高溫區域為中心建造新城。

所以由此可以看出贛州市區的規劃是不合理的，其不應該以城區的北面和西面做為城市擴張的重要方向。因為由于城市的快速城市化，城市地表硬底化，會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，使得城區微氣候發生改變，加劇熱島效應。熱島效應的加劇易使得高溫熱島在城區形成，導致城區大氣出現上升運動，進而使城區近地面形成低壓漩渦中心。再由大氣壓強作用，將城市工業生產廢氣、機動車尾氣等有害氣體如SO2、CO、NOx等和附著空氣的有毒物質輸送到城市低壓中心，致使空氣質量下降，有損人體健康。

通過對地觀測衛星數據，反演的城市熱島分布圖的分析研究可得知：贛州市市區的合理規劃應該以河為依，發展濱河城市，其合理的發展是該以濱河地區為擴張城市的重點依據。因為從贛州市章貢區2000年，2004年，2014年的城市熱島分布圖可以發現，研究而建的老城市和新城區都是沿河而建，市區熱島效應不明顯。沿河而將擴張城區不但可以減弱城市熱島效應，更可為人民提供一個舒適的生活環境，有利人民健康。

參考文獻

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[2]薛曉娟，孟慶巖，王春梅，等.北京市熱島效應時空變化的HJ-1B監測分析[J].地球信息科學學報，2012，14（4）：474-480.

[3]Julia A. Barsi， John R. Schott， Frank D. Palluconi， et al.Validation of a web-based atmospheric correction tool for single thermal band instruments[R]. San Diego， CA： Proc. SPIE 5882，58820E， 2005； doi：10.1117/12.619990.

[4]覃志豪，李文娟，徐斌，等. 陸地衛星 TM6 波段范圍內地表比輻射率的估計[J].國土資源遙感，2004，16（3）：28-32.

[5]José A. Sobrino， Juan C.Jiménez-Mu oz， Leonardo Paolini. Land surface temperature retrieval from Landsat TM5[J]. Remote Sensing of Environment，2004（90）：434-440.

作者簡介：阮永儉（1990-），男，廣東陽江人，在讀碩士，主要研究方向：遙感技術與應用。