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地表反照率和植被覆盖度对矿区热环境的影响
引用本文:侯春华,李富平,何宝杰,马朋坤,宋文,赵菁菁.地表反照率和植被覆盖度对矿区热环境的影响[J].哈尔滨工业大学学报,2022,54(12):117-126.
作者姓名:侯春华  李富平  何宝杰  马朋坤  宋文  赵菁菁
作者单位:华北理工大学 矿业工程学院,河北 唐山 063210;唐山师范学院 计算机科学系,河北 唐山 063000;重庆大学 建筑城规学院,重庆 400405;澳大利亚新南威尔士大学 建筑环境学院,澳大利亚 悉尼 2052;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;华北理工大学 矿业工程学院,河北 唐山 063210;中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101
基金项目:河北省重点研发计划(19224204D);河北省高等学校青年拔尖人才计划(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(19130206C);唐山市科技研发平台培养计划(2020TS003b)
摘    要:为分析由于矿产资源的高强度开采导致地表原有植被遭到破坏,使得地表反照率发生改变进而对矿区地表热环境造成的影响。以河北省迁安市马兰庄铁矿为例,利用Landsat遥感影像可见光波段基于统计模型法反演地表反照率,基于NDVI-DFI的像元三分模型反演植被覆盖度,对热红外波段基于辐射传输方程法反演地表温度,借助叠加分析法、相关分析法和回归分析法,定量化和可视化探究了地表热环境时空异质性对光合植被覆盖度和地表反照率变化的响应规律。结果表明:研究区地表热环境空间分布呈现明显的异质性和规律性,高温区主要分布于北部沙河山采场、中部柳河峪排土场和南部未复垦的白马山排土场,中温区主要位于高温区边缘以及其他裸露地表,低温区主要位于北部已复垦尾矿库和已复垦排土场以及境内绿地和水体;光合植被覆盖度和地表反照率的时空变化,导致研究区夏季午间地表热环境异质性较大,3期影像下垫面地表温度均值排序为:矿区采场裸岩>排土场矿渣>复垦植被>水体;光合植被覆盖度和地表温度的回归分析结果表明二者在0.01水平(双侧)呈线性负相关关系(p<0.01),说明光合植被覆盖度的增加对地表热环境具有降温效应,决定系数R2分别为0.63、0.55、0.65,由回归系数可知,2000年、2008年和2018年,光合植被覆盖度每增加10%,会使地表温度相应下降0.66、0.74、1.09 ℃;地表反照率和地表温度的回归分析结果表明二者在0.01水平(双侧)呈线性正相关关系(p<0.01),说明地表反照率的增加对地表热环境具有增温效应,决定系数R2分别为0.35、0.40、0.48,由回归系数可知,2000年、2008年和2018年,地表反照率每增加10%,会使地表温度相应上升1.09、1.36、1.76 ℃。研究结果将对矿区地表热环境异质性的评估和优化提供定量参考依据。

关 键 词:遥感  地表反照率  光合植被覆盖度  地表温度  矿区
收稿时间:2020/7/1 0:00:00

Influence of surface albedo and vegetation fractional coverage on thermal environment of mining area
Chunhua HOU,Fuping LI,Baojie HE,Pengkun MA,Wen SONG,Jingjing ZHAO.Influence of surface albedo and vegetation fractional coverage on thermal environment of mining area[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2022,54(12):117-126.
Authors:Chunhua HOU  Fuping LI  Baojie HE  Pengkun MA  Wen SONG  Jingjing ZHAO
Affiliation:College of Mining Engineering, North China University of Science and Technology, Tangshan 063210, Hebei, China ;Department of Computer Science, Tangshan Normal University, Tangshan 063000, Hebei, China;Faculty of Architecture and Urban Planning, Chongqing University, Chongqing 400405, China ;Faculty of Built Environment, University of New South Wales,Sydney 2052, Australia;Institute of Urban Boundary Layer and Atmospheric Environment, Institute of Urban Meteorology, CMA, Beijing 100089, China;College of Mining Engineering, North China University of Science and Technology, Tangshan 063210, Hebei, China ;Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
Abstract:
Keywords:remote sensing  surface albedo  fractional cover of photosynthetic vegetation  land surface temperature  mining area
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