[發明專利]綠色屋頂氣象監測與熱島效應影響評估方法

有效

• 申請號: 201910515202.2
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110208878B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 玉健成;梁鵬程
• 申請（專利權）人: 廣西海佩智能科技有限公司
• 主分類號: G01W1/02
• 分類號: G01W1/02;G01W1/18;G06K9/62
• 代理公司: 45104 廣西南寧公平知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊立華

1.綠色屋頂氣象監測與熱島效應影響評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建筑屋頂包括未綠化屋頂和綠化屋頂，分別獲取同一觀測時間所述未綠化屋頂表面溫度值、所述綠化屋頂表面溫度值和所述建筑屋頂氣象自動監測站溫度值；

分別將所述未綠化屋頂區域表面溫度值和所述綠化屋頂區域表面溫度值與所述建筑屋頂氣象自動監測站溫度值的溫度差值設為因變量，所述觀測時間設為自變量，輸入支持向量機模型，獲得建筑屋頂表面對氣溫的影響率模型，所述建筑屋頂表面對氣溫的影響率模型包括未綠化屋頂表面對氣溫的影響效率模型和綠化屋頂表面對氣溫的影響效率模型；

(2)分別將獲取對應同一觀測時間的城市衛星遙感數據通過地表溫度反演得到城市地表溫度圖、獲取對應同一觀測時間的城市內N個氣象自動監測站實測氣溫數據與所述建筑屋頂表面對氣溫的影響率模型進行溫度修正計算，獲得城市衛星遙感數據溫度修正值；

(3)所述城市衛星遙感數據通過地表溫度反演得到城市地表溫度圖，將所述城市地表溫度圖進行熱島強度計算，獲得城市熱島強度分布圖；

(4)所述城市衛星遙感數據通過決策樹分類計算，獲得城市下墊面分布圖；

(5)在步驟(4)獲得的所述城市下墊面分布圖中選取需要綠化的屋頂作為模擬屋頂區域，從步驟(2)所述城市衛星遙感數據溫度修正值獲取所述模擬屋頂區域對應的城市衛星遙感數據修正值，代入步驟(3)所述城市熱島強度分布圖中進行熱島模擬計算，獲得所述模擬屋頂區域綠化后的城市熱島變化模擬圖。

2.根據權利要求1所述的綠色屋頂氣象監測與熱島效應影響評估方法，其特征在于，所述未綠化屋頂和所述綠化屋頂分別設置鉑電阻溫度傳感器，所述鉑電阻溫度傳感器用于實時探測未綠化屋頂表面溫度和綠化屋頂表面溫度。

3.根據權利要求1所述的綠色屋頂氣象監測與熱島效應影響評估方法，其特征在于，所述支持向量機模型的計算方法如下：

式中，f(x)表示步驟(1)的因變量，α_i為需要優化的支持向量，α_i^*為最優的支持向量，l表示因變量樣本數據的個數，k(x_i,x)為核函數，用于把低維的數據樣本映射到高維的特征空間中，b為偏置量；所述的支持向量機用到的核函數k(x_i,x)是徑向基函數，其表達式為：

其中，x表示探測時間，x_i為探測時間樣本的中心值，σ為徑向基函數的寬度參數。

4.根據權利要求1所述的綠色屋頂氣象監測與熱島效應影響評估方法，其特征在于，所述模擬屋頂區域對應的城市衛星遙感數據修正值的計算方法如下：

根據城市衛星的過境時間，獲取步驟(5)所述模擬屋頂區域附近氣象自動監測站的實測溫度值分別與步驟(1)中相同時段的所述未綠化屋頂表面對氣溫影響效率模型和所述綠化屋頂表面對氣溫影響效率模型相加，分別獲得未綠化屋頂下墊面溫度推算值和綠化屋頂下墊面溫度推算值；

根據對應城市衛星的過境時間，從城市地表溫度圖中分別獲取步驟(5)所述模擬屋頂區域附近N個未綠化屋頂下墊面地表溫度值和N個綠化屋頂下墊面地表溫度值，分別求出未綠化屋頂下墊面地表溫度平均值和綠化屋頂下墊面地表溫度平均值；

分別將所述未綠化屋頂下墊面溫度推算值和所述綠化屋頂下墊面溫度推算值與所述未綠化屋頂下墊面地表溫度平均值和所述綠化屋頂下墊面地表溫度平均值進行作差計算，獲得所述模擬屋頂區域對應的城市衛星遙感數據修正值。

5.根據權利要求1所述的綠色屋頂氣象監測與熱島效應影響評估方法，其特征在于，所述地表溫度反演計算方式為單窗算法或者分裂窗算法。

6.根據權利要求1所述的綠色屋頂氣象監測與熱島效應影響評估方法，其特征在于，所述熱島強度計算公式為：

式中，I_i表示城市地表溫度圖像上第i個像元，所對應的熱島強度，T_i為城市地表溫度圖上第i個像元所對應的地表溫度，T_n為城市地表溫度圖上鄉村溫度參照點。