中国环境科学

作者：侯春华, 李富平, 谷海红, 何宝杰, 马朋坤, 宋文

单位：1. 华北理工大学矿业工程学院, 河北 唐山 063210;2. 唐山市资源与环境遥感重点实验室, 河北 唐山 063210;3. 河北省矿业开发与安全技术重点实验室, 河北 唐山 063210;4. 河北省矿区生态修复产业技术研究院, 河北 唐山 063210;5. 重庆大学建筑城规学院, 重庆 400405;6. 重庆大学, 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室, 重庆 400405;7. 澳大利亚新南威尔士大学建筑环境学院, 澳大利亚 悉尼 2052;8. 北京城市气象研究院城市边界层与大气环境研究所, 北京 100089;9. 中国科学院地理科学与资源研究所, 陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京 100101

关键词：遥感,地表温度,生物物理参数,时空异质性,矿业密集区

基金：河北省重点研发计划项目（19224204D）；河北省自然科学基金-钢铁联合基金项目（E2015209300）；河北省高等学校青年拔尖人才计划项目（BJ2014029）；唐山市科学技术研究与发展计划重点项目（19150247E）；唐山市科技创新团队培养计划项目（19130206C）；唐山市科技研发平台培养计划（2020TS003b）

基于Landsat遥感影像热红外波段数据，利用大气校正法反演地表水热因子中的地表温度值，基于Landsat遥感影像可见光波段，从生物地球物理效应角度提取下垫面地表扰动类型和4个生物物理参数（光合植被覆盖度，Fractional Cover of Photosynthetic Vegetation，fPV；土壤湿度监测指数，Soil Moisture Monitoring Index，SMMI；增强型裸土指数，Enhanced Bare Soil Index，EBSI；归一化不透水面指数，Normalized Difference Impervious Surface Index，NDISI），借助叠加分析、相关分析和回归分析，定量分析了河北省迁安市马兰庄镇地表热环境时空异质性特征并可视化，以及4个生物地球物理参数的响应规律.结果表明：矿业用地地表温度最高，属热岛效应聚集区；地表下垫面扰动类型以及4个驱动因子的时空变化，导致研究区夏季午间地表热环境异质性较大，且5期影像下垫面地表温度均呈现出工矿用地>居民地>耕地>林地>水域的分异特征；单因素回归分析表明，fPV和SMMI指数与归一化地表温度（Normalized Land Surface Temperature，NLST）呈线性负相关（P<0.01），EBSI和NDISI与NLST呈线性正相关（P<0.01）；多元回归分析表明，利用4个生物物理参数综合考量地表热环境异质性，可全面反映下垫面生物物理参数与地表温度的真实关系，且5期影像与LST呈负相关关系的SMMI回归系数均大于fPV，说明地表温度的下降与土壤湿度的增加有明显的关系；与LST呈正相关关系的EBSI回归系数均大于NDISI，说明地表温度的上升与裸土的增加有明显的关系.研究结果可为矿业密集区地表热环境异质性的评估和优化提供定量参考.

来源：2021年第2期

《中国环境科学》期刊编辑部

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