中文摘要：

综合利用遥感、地面观测和数值模拟等手段和方法，开展城市地表能量收支和人为热排放的过程研究。首先求取"地-气"界面有关参数，反演城市地表各能量通量，构建基于余项法的区域人为热遥感计算模型。针对对城市下垫面结构和人为热排放考虑的不足,改进SiSPAT数值模式。利用定点观测和遥感反演等途径，对改进的SiSPAT模式的精度进行评价和修正，实现对地表能量通量和人为热的时空延拓分析。以发展变化巨大的大都市- - 北京城市及周边地区为研究对象，分析其城市地表能量通量和人为热的变化过程、演变规律及驱动机制。讨论城市土地利用格局和人为热排方式对地表能量收支和城市热岛形成的影响，开展在总量控制条件下（土地利用类型和人为热排放量）的城市热环境情景分析与模拟，为改善首都地区环境质量和公共健康条件提供科学依据。

结论摘要：

城市的气候效应在本质上受到城市地气间的能量传输过程主导，并突出表现为城市热岛效应等现象。由于研究的复杂性，目前在这方面的研究较少，且大多停留在布点观测的层次。综合多源遥感数据、气象实测数据和地面观测等手段和方法，开展城市地表能量收支和人为热排放的过程研究是城市遥感研究的新领域之一，这也是本项目关注的焦点。结合典型地物光谱库、较高空间分辨率遥感影像、大气辐射传输模型等，实现了地表温度、地表比辐射率、地表反照率、植被覆盖度、不透水层覆盖度等关键参数的定量反演。在此基础上，结合气象常规观测资料和辐射观测资料，求算了城市地气界面短波净辐射、有效辐射、净辐射等；改进和建立了相关的参数化方案，建立了城市人为热分离的遥感模型。最后，基于多年的遥感数据获取了城市及周边地区土地利用/覆盖类型、植被指数等参数，利用区域气候模式系统开展了城市热环境的情景分析与模拟，从城市土地利用/覆盖格局的角度对于城市地表能量收支和城市热岛形成进行了分析。本项目的完成，为改善北京地区环境质量和公共健康条件提供了科学依据。