摘要
城市化的快速发展对不同空间尺度的城市气候产生一定的影响，热岛效应作为典型的城市气候问题一直是相关领域的重要研究课题。近年来，随着城市规模不断扩大，人口激增，城市气候与热环境问题日益凸显，开展东北三省近地表温度遥感监测及热岛效应研究，能够为改善城市气候、减缓热岛效应、打造适宜人居环境提供参考数据。卫星遥感为城市热岛效应监测提供了重要技术手段，城市热岛效应研究通常是基于热红外遥感数据得到的地表温度为基础展开，但相对而言，热红外遥感受到天气的影响很大，难以获得大范围有效的地表温度，而微波遥感可以获取大范围的陆表辐射信息，但其空间分辨率较低。鉴于上述情况，本文利用被动微波遥感数据AMSR-2、MODIS地表温度数据MYD11A1与地表覆盖类型数据进行多元线性回归，对东北区2013-2022年地表温度反演，并采用GWR模型对反演得到的地表温度进行降尺度估算，提高其空间分辨率，并同时对东北区地表温度与城市热岛效应进行年际与四季的全天与昼夜进行研究，分析空间分布特征与时间变化趋势。主要结论如下: (1)通过比较对地表覆盖进行分类前后的多通道反演结果，发现分地表类型进行多元线性回归方法反演的地表温度与真实值地表温度的均方根误差均小于未分地表类型反演地表温度的均方根误差，证明对地表类型进行分类后的精度比不分类时的反演精度高。降轨的反演结果普遍比升轨效果好。 (2)基于GWR模型将反演得到的地表温度降尺度至1km,通过回归系数的空间分布发现地表温度与地表参数的空间分布均表现出明显的空间异质性，并与传统的DisTrad降尺度方法进行比较，全年12月白天与夜晚的地表温度降尺度精度均表现为GWR模型高于DisTrad模型。因此有必要通过地理加权方法来构建地表温度与其他地表参数之间的空间非平稳的局部关系，从而使地表温度降尺度的精度提高。 (3)2013-2022年的10年间，地表温度空间分布整体表现为由西南向东北逐渐降低，整个研究区区域内地表温度相差最大在冬季，为35.57K。地表温度时间变化表现为年际为波动上升的趋势，春季与秋季整体呈现波动上升的趋势，夏季与冬季为波动下降的趋势，平均昼夜温差最大在春季，为21.54K。 (4)通过分析其城市热岛时空变化特征，发现东北区城市全天10年平均地表热岛强度为1.50℃,白天10年平均地表热岛强度高于夜晚，东南部地区的城市全天与白天均显示较强的热岛效应，夜晚中则出现较少的一级热岛城市数量。城市热岛强度时间变化表现为年际呈波动下降的趋势，春季与秋季整体呈现波动上升的趋势，夏季与冬季为波动下降的趋势，其中变化趋势最明显的为夏季的牡丹江市。
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