城市地表温度的日间变化模拟研究对夏季高温热浪监测与分析、高温热浪空间分布与动态演变,以及热浪灾害应急与决策等方面具有重要意义。全文旨在建立城市地表温度日间变化模型,分析日间逐小时地表温度的分布情况,进一步探究城市热岛的动态演变特征。本文选取的研究区域主要为北京部分地区,数据源为2019年9月2日的Landsat 8、FY-4温度产品等遥感影像。全文研究内容主要包括以下四个部分:首先,基于6S辐射传输模型模拟8时-17时的逐小时太阳直射辐射能量与散射辐射能量;然后,基于地表辐射传输模型模拟相应时刻Landsat 8红波段与近红外波段的下行辐射以及Landsat 8过境时刻的地表反射率以及NDVI;其次,结合地理加权回归模型模拟时间分辨率为1小时,空间分辨率为1km的地表温度;最后,利用本文研究模拟的地表温度分析城市热岛的动态演变。具体研究内容及主要结论如下:1.结合6S辐射传输模型与地表辐射传输模型模拟Landsat 8红波段与近红外波段的下行辐射,其时空分辨率为1h/30m,进一步计算各个时刻的短波下行辐射近似值Edown,还计算Landsat 8相应波段过境时刻的地表反射率和NDVI。研究结果表明8时到17时的红波段与近红外波段的平均下行辐射呈现先升后降趋势;中午地表接收的平均下行辐射相对较大,8时与17时接收的平均下行辐射较小,在接近12时左右达到最大值。本文模拟过境时刻的NDVI,由于一天时间内的NDVI变化很小,因此假设当天时间的NDVI不变,作为地表温度日间逐小时的降尺度模型的尺度因子。2.地表温度日间逐时的降尺度模型构建与城市热岛动态演变分析。首先利用模拟的Landsat 8过境时刻NDVI、逐时短波下行辐射近似值Edown以及DEM数据作为尺度因子,结合风云四号地表温度产品建立地理加权回归模型,得到逐小时的回归系数与残差;并通过普通克里金插值方法将回归系数与残差插值到1KM,然后通过空间聚合的方式将模拟的NDVI、短波下行辐射近似值和DEM数据升尺度到1KM的空间分辨率。用1KM空间分辨率下的回归系数、残差以及尺度因子计算逐时地表温度,基于模拟的日间逐时地表温度,分析城市热岛动态演变。研究结果表明,因不同地物属性差异、吸收热量不同,城市和郊区的地表温度分布差异显著,即城市温度高,郊区较低;人口密集、绿化较少区域具有较高等级的热岛分布,植被覆盖较多区域具有较低等级的热岛趋势。8时到17时,无热岛面积在整体上呈现下降趋势,弱热岛和强热岛占比变化较小,其它等级热岛变化不明显。