[發(fā)明專利]一種用于評(píng)價(jià)城市綠化三維布局的綠度空間配置曲線構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410491578.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN104463971B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張佳暉;孟慶巖;金穎;楊健;王橋;劉苗;王春梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所
• 主分類號(hào): G06T17/10
• 分類號(hào): G06T17/10;G06T17/30
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種用于評(píng)價(jià)城市綠化三維布局的綠度空間配置曲線構(gòu)建方法，包括如下步驟：步驟1)提取單株立木識(shí)別與冠層結(jié)構(gòu)信息；步驟2)基于多光譜影像反演葉面積指數(shù)，構(gòu)建冠層空間結(jié)構(gòu)?生態(tài)因子回歸模型；步驟3)根據(jù)植被蒸騰效益擴(kuò)散過(guò)程計(jì)算模型，分別計(jì)算間隔0.5m的連續(xù)高度層面上的綠輻射受益面積之和，繪制三維綠度空間曲線，并基于曲線獲得綠輻射峰、綠輻射峰高度、綠輻射范圍以及綠輻射集中受益范圍等多項(xiàng)評(píng)價(jià)參數(shù)；步驟4)計(jì)算并繪制間隔0.5m的連續(xù)高度層面上的三維建筑物配置曲線；步驟5)將三維綠度空間曲線與反映各個(gè)高度上建筑面積之和的三維建筑物曲線繪制于同一數(shù)據(jù)框內(nèi)，獲得綠度空間配置曲線，服務(wù)于城市綠度空間評(píng)價(jià)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于評(píng)價(jià)城市綠化三維布局的綠度空間配置曲線構(gòu)建方法，本發(fā)明能夠從城市綠度空間的三維垂直布局出發(fā)，量化建筑物與其鄰接綠度空間的配置關(guān)系，準(zhǔn)確度量居民與城市綠地的接觸概率。

背景技術(shù)

我國(guó)城市化我國(guó)正處于快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的快速推進(jìn)，城市環(huán)境問題日益突出。快速城市化導(dǎo)致了空氣污染蔓延、城市熱島效應(yīng)加劇、水環(huán)境惡化、生物多樣性喪失等一系列環(huán)境問題，同時(shí)還引發(fā)城市核心地區(qū)土地資源緊張、功能區(qū)結(jié)構(gòu)矛盾等社會(huì)問題，對(duì)維持區(qū)域生態(tài)平衡和城市可持續(xù)發(fā)展造成極大挑戰(zhàn)。伴隨著城市化進(jìn)程的加快，加之城市生態(tài)環(huán)境問題的日益突出，人們已越來(lái)越認(rèn)識(shí)到城市綠地對(duì)城市生態(tài)環(huán)境和城市人居環(huán)境的重要價(jià)值，城市居民對(duì)城市生活環(huán)境質(zhì)量要求也越來(lái)越高。

為準(zhǔn)確描述城市綠地空間分布以及城市居民接觸城市綠地概率上的差異，一些學(xué)者嘗試建立城市綠地與城市居民間的關(guān)系模型。Ainura Nazarkulova參考地理建?？臻g分析方法，利用格網(wǎng)法對(duì)綠地類型加權(quán)生成不同植被指數(shù)，并選取城市主要居民點(diǎn)做緩沖區(qū)分析，分別計(jì)算環(huán)繞其周圍間隔200m的所有環(huán)狀緩沖區(qū)覆蓋的綠地面積大小，從而得到指定位置可以享受到的綠色空間總量。李小江基于LiDAR數(shù)據(jù)和多光譜數(shù)據(jù)建立了每個(gè)單體建筑物與其周圍綠度空間的接觸模型，構(gòu)建一系列城市綠度空間指數(shù)用于城市綠度空間研究。

但傳統(tǒng)度量方法對(duì)于綠色空間生態(tài)效益的評(píng)估往往限于定性的描述，并不能準(zhǔn)確的描述綠度空間的生態(tài)效益，對(duì)于城市綠地在改善城市環(huán)境中的作用也只停留在感性的認(rèn)識(shí)層面，對(duì)于城市綠地的生態(tài)效應(yīng)更無(wú)宏觀層面上的量化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

鑒于以上，本發(fā)明提出三維綠度空間曲線、綠度空間與建筑物三維配置曲線評(píng)價(jià)模型。通過(guò)城市建筑物與其鄰接綠度空間的配置關(guān)系來(lái)評(píng)價(jià)人與綠地接觸的概率，以及接觸概率的空間分布，以期為環(huán)境規(guī)劃、城市綠化、環(huán)境保護(hù)和城市精細(xì)化管理提供參考依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種用于評(píng)價(jià)城市綠化三維布局的綠度空間配置曲線構(gòu)建方法，用于客觀定量評(píng)價(jià)建筑物與其鄰接綠度空間的配置關(guān)系，以及居民與綠地的接觸概率。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟1)基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)與高分辨率航空影像，進(jìn)行單株立木識(shí)別與冠層結(jié)構(gòu)信息提取，其中冠層結(jié)構(gòu)信息主要包括樹頂坐標(biāo)、樹高、樹冠投影邊界、冠層最大橫截面積、冠徑、冠高、樹冠體積等，進(jìn)而繪制城市范圍內(nèi)的植被三維分布信息；

步驟2)基于多光譜影像反演葉面積指數(shù)，并結(jié)合步驟1)所得樹冠體積計(jì)算結(jié)果，分析二者間相關(guān)系數(shù)，構(gòu)建冠層空間結(jié)構(gòu)-生態(tài)因子回歸模型；

步驟3)根據(jù)植被蒸騰效益擴(kuò)散過(guò)程計(jì)算模型，獲得城市綠輻射受益量分布圖，借助生態(tài)效益源構(gòu)建方法，分別計(jì)算間隔0.5m的連續(xù)高度層面上的綠輻射受益面積之和，經(jīng)由正態(tài)分布曲線擬合，繪制三維綠度空間曲線，并基于曲線獲得綠輻射峰、綠輻射峰高度、綠輻射范圍以及綠輻射集中受益范圍等多項(xiàng)評(píng)價(jià)參數(shù)；

步驟4)使用步驟3)生成的建筑物平均高度、投影面積和體積等參數(shù)，分別計(jì)算并繪制間隔0.5m的連續(xù)高度層面上的三維建筑物配置曲線；