《Remote Sensing Applications: Society and Environment》：Urban Heat Islands and thermal resilience in Kolkata Metropolitan Development Area: Linking Landscape Expansion and Land Use Transformation in Local Climate Context
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摘要快速的城镇化及其带来的土地利用与土地覆盖变化会引发强烈的地表城市热岛效应，对热带地区大都市的可持续发展构成严峻挑战。因此，本研究调查了加尔各答大都市区及其相邻城乡边缘地区的城市热岛效应和热韧性，从景观扩展尺度将三十年间（1993-2023）的地表温度变化与土地覆盖变化联系
摘要
快速的城镇化及其带来的土地利用与土地覆盖变化会引发强烈的地表城市热岛效应，对热带地区大都市的可持续发展构成严峻挑战。因此，本研究调查了加尔各答大都市区及其相邻城乡边缘地区的城市热岛效应和热韧性，从景观扩展尺度将三十年间（1993-2023）的地表温度变化与土地覆盖变化联系起来。研究利用Landsat热传感器图像和MODIS数据提取城市地表温度并估计城市热岛等级的时空变化，同时采用景观扩展指数和温湿度指数来衡量不同城市热岛叠加等级的城市中扩张类型和热舒适度等级。结果表明，在研究期间，建成区变化率从91.5%增至134.3%，其最高地表温度下的强度在高等级城市热岛区域也从91.72%增至99.23%。包含不适条件的城市热岛高等级叠加区域在加尔各答大都市区中心、东部和东北部地区以填充型扩张更为突出，而边缘扩张则导致沿胡格利河的持续城市扩张与高等级城市热岛下大面积重叠。所有成果为城市规划者和决策者应对城市热岛效应、创建绿色城市提供了宝贵的基础信息。
章节片段
数据来源、预处理与精度评估
在轨道号和行号分别为138和44的情况下，1993年、2003年、2013年和2023年的Landsat图像（TM和OLI/TIRS）从Google Earth Engine平台的开放获取Earth Engine公共数据目录下载。所有图像（云量<10%且空间分辨率30m）均用于检测土地利用和土地覆盖变化、地表城市热岛效应以及每十年间隔通过景观指数、地表温度和一些光谱方法分析的景观扩张变化。
土地利用与土地覆盖分类及总体变化
在本研究中，加尔各答大都市区及其周边的土地利用和土地覆盖被分为五类，即开放空间、农业用地、植被、水体和建成区。因此，计算了1993年、2003年、2013年和2023年四个年份中不同土地利用和土地覆盖的总体变化（图3a-d）。在加尔各答大都市区，建成区扩张（-537km2）快速增长，而农业用地和植被覆盖面积大幅减少（分别为-347 km2和-183km2）。
不同景观扩展类型中地表温度区与城市热岛效应的叠加
利用1993年至2023年多时相Landsat热图像和MODIS数据，确定了不同景观扩展中每个地表温度区叠加范围内的土地利用变化和地表城市热岛效应。三个不同时间跨度的土地利用变化强度（%）表明，1993-2003年间建成区变化率占比为91.5%，但2003-2013年间降至75.8%，2013-2023年间进一步增至134.3%，而农业用地变化强度呈负值。
结论
本研究调查了不同景观扩展类型中地表温度与土地覆盖变化之间的关系，以评估过去三十年加尔各答大都市区自1993年以来的城市扩张动态中城市热岛效应贡献指数与城市热环境之间的相互联系。就不同土地利用类别对热条件的贡献而言，建成区变化率及其强度表明了大规模城市扩张与强烈的建成区用地。
作者贡献声明
Nilanjana Das Chatterjee：写作 – 审阅与编辑，监督，形式分析，概念化。Raj Kumar Bhattacharya：写作 – 初稿撰写，验证，软件，资源，方法论，形式分析，数据整理，概念化。Kousik Das：写作 – 初稿撰写，验证，软件，方法论，数据整理，概念化
未引用参考文献
Andri′c等，2019；Barui等，2025；Biswas和Ghosh，2022；Chen等，2016；Grimm等，2008；Mondal等，2025；Naikoo等，2022；Roshan等，2021；Sobrino和Raissouni，2000；Sobrino等，1990；Sobrino等，2004；Sobrino等，2008；Stathopoulou和Cartalis，2007；Thom，1959；Tran等，2006；Voogt和Oke，2003；Wang和Akbari，2014；Wang等，2024；Weng，2009；Wong等，2021；Xu等，2024；Zhang等，2013；Zhao等，2020a。
伦理声明
所有作者均亲自并积极参与了导致该手稿的实质性工作，并将对内容承担共同及个体责任。
利益冲突声明
我们声明不存在已知的可能影响本文报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
作者感谢印度DST-FIST为地理系，Vidyasagar大学提供资金支持。作者还感谢印度中央污染控制委员会和西孟加拉邦污染控制委员会提供空气污染数据。作者高度赞赏匿名审稿人在修订阶段对手稿改进提出的建设性审稿意见以及编辑的专业处理。
Nilanjana Das Chatterjee|Raj Kumar Bhattacharya|Kousik Das
印度西孟加拉邦米德纳波尔 Vidyasagar大学地理与环境管理系721102
