[發明專利]一種基于遙感技術的城區熱島效應評估方法

在審

• 申請號: 201711452707.6
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108168710A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 劉群閱;謝雨紓;胡建行;林娜;張華榮;朱里瑩;黃啟堂;蘭思仁
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01N21/17
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種基于遙感技術的城區熱島效應評估方法，通過遙感設備以及氣象數據收集設備獲取遙感數據以及氣象數據；對遙感數據進行影像預處理，獲取圖像灰度值以及建模計算NDVI；獲取圖像灰度值后，計算圖像輻射值，并獲取圖像亮度溫度；計算NDVI后，計算植被覆蓋度，并計算地表比輻射率；根據所獲取的氣象數據計算大氣平均作用溫度、大氣水汽含量，并建立水汽含量與大氣透射率擬合方程；并通過大氣水汽含量以及水汽含量與大氣透射率擬合方程計算大氣透射率；進行地表溫度反演處理；進行LST結果比較以及精度分析，擇優選取LST結果；進行城市熱島分級。本發明提出的一種基于遙感技術的城區熱島效應評估方法，確度高，對改善城區環境具有重要意義。

技術領域

本發明涉及一種基于遙感技術的城區熱島效應評估方法。

背景技術

改革開放以來，我國城市建設快速發展，城市下墊面的類型和結構發生變化，原有的森林植被、水體等自然景觀被眾多低反射率、高吸熱率和高儲熱性的建筑物、道路等不透水面逐漸取代，導致城市溫度的普遍升高。再加上工業生產、居民生活、以及交通運輸等燃燒消耗大量的石化燃料直接產生大量熱量排放到環境中，通過風的輸送以及湍流擴散形成溫室效應使城市溫度升高。下墊面改變和熱排放等因素導致和加重了城市熱島效應。人類活動對環境的影響與日俱增，我們必須意識到，在利用和改造自然的同時，要走可持續發展道路。遙感技術的發展，極大提高了對城區熱島效應進行監測效率，對政府職能部門合理進行城市規劃建設，提高城市人居環境，實現“城市讓生活更美好”的目標和促進城市可持續發展具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于遙感技術的城區熱島效應評估方法，以克服現有技術中存在的缺陷。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種基于遙感技術的城區熱島效應評估方法，按照如下步驟實現：

步驟S1：通過遙感設備以及氣象數據收集設備獲取遙感數據以及氣象數據；

步驟S2：對遙感數據進行影像預處理，獲取圖像灰度值以及建模計算NDVI；

步驟S3：獲取圖像灰度值后，計算圖像輻射值，并進一步獲取圖像亮度溫度；

步驟S4：計算NDVI后，計算植被覆蓋度，并進一步計算地表比輻射率；

步驟S5：根據所獲取的氣象數據計算大氣平均作用溫度、大氣水汽含量，并建立水汽含量與大氣透射率擬合方程；并通過大氣水汽含量以及水汽含量與大氣透射率擬合方程計算大氣透射率；

步驟S6：進行地表溫度反演處理；

步驟S7：進行LST結果比較以及精度分析，擇優選取LST結果；

步驟S8：進行城市熱島分級。

在本發明一實施例中，在所述步驟S2中，所述影像預處理包括幾何校正處理、遙感圖像鑲嵌處理、輻射校正處理、圖像配準處理、圖像裁剪處理以及輻射校正處理。

在本發明一實施例中，在所述步驟S3中，所述圖像亮度溫度按照如下步驟獲取：通過如下方式，根據圖像輻射值轉換為對應的圖像亮度溫度值：

其中，表示傳感器處的亮度溫度（K），為圖像輻射值，單位為；和均為常量。

在本發明一實施例中，在所述步驟S4中，所述地表比輻射率采用如下混合元分解法計算：

其中，為混合像元的地表比輻射率；為植被覆蓋率；表示植被的溫度比率，表示建筑表面的溫度比率；表示植被的地表比輻射率，表示建筑表面的地表比輻射率；為熱輻射校正項，表示植被和裸土之間的熱輻射相互作用量。

在本發明一實施例中，在所述步驟S5中，根據大氣剖面氣溫和水分分布，并采用如下近似估算方式估算大氣平均作用溫度：