韶關市湞江區城市河流冷島強度分析

張妤琳

（韶關學院 廣東·韶關 512005）

0 引言

城市熱島效應是城市中的氣溫明顯高于外圍郊區的現象，是城市氣候中最顯著的特征。城市“冷島效應”是隨著城市“熱島效應”研究的不斷深化而逐漸發展起來。隨著遙感技術的發展，基于 ETM+影像輻射傳導方程算法對地表溫度反演的研究逐漸得到學者關注和應用，結合土地利用對城市“冷島效應”的研究也越來越多。

本文對韶關市湞江區春夏秋冬四個季節具有代表性的landsat8遙感影像進行地面溫度反演，獲取湞江區的溫度數據，并與氣象溫度數據進行對比分析，分析湞江區流域的在時間和空間上的冷島強度變化。

1 研究數據方法和方法

本文使用韶關市湞江區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，運用大氣校正法定量反演研究區的地表溫度，確定城市冷島并定量描述冷島強度。通過緩沖區將地表溫度與土地利用進行疊加分析，探討冷島強度在時間和空間上的特征。

運用Envi的subset data from rois工具導出各土地利用類型代表區域的緩沖區，計算的各代表區域的平均溫度，用Compute Statistions計算各代表區域的平均溫度從而獲得韶關市湞江區春夏秋冬四個季節的各個用地類型代表區域的冷島強度值。

2 研究結果

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、建設用地、水域和未利用地。研究區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（見圖1）。

圖1：2016年湞江區土地利用現狀圖

2.2 地表溫度反演

本文基于LandSat8衛星遙感影像數據計算地表比輻射率，對比相同溫度下黑體的輻射亮度值，反演地表溫度，設計溫度梯度以及做相關處理得出研究區不同季度的地表反演結果。

圖2：湞江區春季、夏季地表溫度反演圖

圖3：湞江區秋季、冬季地表溫度反演圖

2.3 緩沖區疊加分析

本文以研究區土地利用分類圖為底圖，設定緩沖距離為1000米，方向為垂直河流，對建設用地、林地、耕地等主要土地利用類型建立緩沖區。

圖4：湞江區緩沖區分布圖放大圖

3 結果分析

3.1 不同季節建設用地冷島強度變化

由下圖數值及變化規律可以得出以下結論，建設用地所對應的河流冷島強度呈現以下趨勢：春季的冷島強度＞夏季的冷島強度＞秋季的冷島強度＞冬季的冷島強度。春季冷島強度表現為強冷島，夏季、秋季、冬季均表現為弱冷島。

圖5：不同季節建設用地冷島強度變化

3.2 不同季節林地冷島強度變化

由下圖數值及變化規律可以得出以下結論，建設用地所對應的河流冷島強度呈現以下趨勢：春季的冷島強度＞夏季的冷島強度＞冬季的冷島強度＞秋季的冷島強度。

圖6：不同季節林地冷島強度變化

圖7：不同季節耕地冷島強度變化

3.3 不同季節耕地冷島強度變化

由圖7可知，建設用地所對應的河流冷島強度呈現以下趨勢：夏季的冷島強度＞春季的冷島強度＞冬季的冷島強度＞秋季的冷島強度。夏季和春季的冷島強度較大，表現為較強冷島和弱冷島。

基于以上分析，本文認為不同季節冷島強度的大小不一樣。春季和夏季的冷島強度比較大，冷島效應明顯；秋季冷島強度不明顯，原因是秋季溫度比較溫和，由此可見冷島強度的大小受溫度的影響很大。建設用地所對應的河流冷島強度最明顯，隨季節的變化也很明顯；林地冷島強度最弱，原因是林地而本身就有一定的降溫作用，這也說明了冷島強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，大氣校正的方法對湞江區進行了地表溫度反演，得到了湞江區地表溫度分布格局，選出各土地利用類型代表區域，統計出各代表區域的平均溫度，進而求得河流的冷島強度。通過土地利用類型的變化、距離變化和季節的變化分析河流冷島強度的變化。但本文僅采用的四個時間點的影像數據來代表四個季節的數據，并未結合氣象溫度等數據分析，數據量較少，存在一定局限。