[發(fā)明專利]一種基于自然和人文多要素的城市人居環(huán)境適宜性綜合評價(jià)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010328564.3
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111639833A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟慶巖;張琳琳;鄭晨;趙茂帆
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 北京億騰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

在傳統(tǒng)的基于遙感影像的城市人居環(huán)境適宜性評價(jià)中，評價(jià)尺度多聚焦于大面積的行政區(qū)域，且側(cè)重于自然要素的影響，導(dǎo)致評價(jià)結(jié)果相對較為片面，不夠準(zhǔn)確。本發(fā)明針對上述問題，公開了一種基于自然和人文多要素的城市建成區(qū)人居環(huán)境適宜性評價(jià)指標(biāo)體系，再利用柵格數(shù)據(jù)主成分分析法對各指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)的方法。該方法包括如下步驟：步驟1)采用生物物理成分指數(shù)(BCI)對城市不透水面進(jìn)行提取，剔除異常值后建立緩沖區(qū)，生成城市建成區(qū)。步驟2)基于科學(xué)性和實(shí)用性的原則，將城市的植被、水體、不透水面、溫度作為影響城市人居環(huán)境的自然要素指數(shù)，夜間燈光、空氣質(zhì)量、交通作為影響城市人居環(huán)境的人文要素指數(shù)，構(gòu)建基于遙感柵格數(shù)據(jù)的城市陸表環(huán)境綜合評價(jià)指標(biāo)體系。步驟3)根據(jù)上述構(gòu)建的城市人居環(huán)境適宜性指標(biāo)體系，進(jìn)行單因子指標(biāo)選取與測算。步驟4)針對遙感柵格數(shù)據(jù)特征，選擇柵格數(shù)據(jù)主成分分析法測定城市人居環(huán)境各指標(biāo)權(quán)重。步驟5)根據(jù)上述計(jì)算得到的城市人居環(huán)境各指標(biāo)權(quán)重，對各指標(biāo)圖層進(jìn)行柵格加權(quán)疊加處理，得到城市人居環(huán)境宜居性評價(jià)結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于自然和人文多要素的城市人居環(huán)境適宜性綜合評價(jià)方法，能較好地形成針對城市建成區(qū)尺度上的城市人居環(huán)境適宜性評價(jià)流程,實(shí)現(xiàn)對城市人居環(huán)境適宜性空間分析和時(shí)空變化分析，為城市環(huán)境治理提供參考依據(jù)。

背景技術(shù)

近年來，隨著城市環(huán)境問題日益突出，為了緩解不斷加深的城市環(huán)境問題，尋找一個(gè)有利于經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展的節(jié)奏，我國制定了諸多城市環(huán)境改善和治理的策略，但城市人居環(huán)境適宜性評價(jià)是其中最首要的方法之一。人居環(huán)境表現(xiàn)為人類主動(dòng)地對居住地進(jìn)行區(qū)域安排，是以滿足自身生存需求為目的的人類活動(dòng)結(jié)果。該理論最早在二十世紀(jì)五十年代由希臘學(xué)者道薩迪亞斯提出，并由吳良鏞于1993年引入我國并不斷發(fā)展完善。

從研究層次上來看，城市層級相較全球、區(qū)域、社區(qū)、建筑層級更為貼近人類生存。城市作為人類活動(dòng)中心，承載著自然環(huán)境與人類活動(dòng)的平衡。探究城市人居環(huán)境需要從自然和人文兩個(gè)方面來研究。針對城市人居環(huán)境評價(jià)，國外學(xué)者更注重人文尺度的深入挖掘，將低收入人群、疾病比例、性別年齡比例等都納入評價(jià)指標(biāo)體系，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取難度較大且難以確保其時(shí)效性。國內(nèi)學(xué)者則關(guān)注于指標(biāo)選取方面的研究，重于社會調(diào)查卻較少考慮自然要素。

遙感作為一種新型信息獲取手段，因其覆蓋面積大、周期性與時(shí)效性強(qiáng)、數(shù)據(jù)易獲取等優(yōu)勢在多領(lǐng)域的環(huán)境測評中有著廣泛應(yīng)用，但將遙感影像用于環(huán)境綜合評價(jià)的研究還較少。張文忠等學(xué)者在區(qū)域范圍環(huán)境綜合評價(jià)中使用了遙感數(shù)據(jù)，其評價(jià)尺度多聚焦于大面積的行政區(qū)域，對于城市建成區(qū)尺度的環(huán)境評價(jià)研究存在空白。徐涵秋等在針對城市遙感生態(tài)評價(jià)做了相關(guān)嘗試，其研究主要著眼于自然環(huán)境遙感信息利用，對人文遙感信息的使用有所不足。因此，充分發(fā)揮遙感的技術(shù)優(yōu)勢，開展基于遙感的城市人居環(huán)境綜合評價(jià)具有重要的研究價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

針對上述問題，本發(fā)明充分發(fā)揮遙感要素的指標(biāo)優(yōu)勢，拓展城市人居環(huán)境指標(biāo)體系，綜合自然要素與人文要素，將夜間燈光指數(shù)、空氣質(zhì)量指數(shù)等遙感因子納入評價(jià)系統(tǒng)，構(gòu)建了針對城市建成區(qū)尺度的人居自然環(huán)境遙感評價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)了基于遙感技術(shù)手段的城市人居自然環(huán)境綜合評價(jià)方式。

發(fā)明內(nèi)容

為探索基于遙感技術(shù)的城市人居自然環(huán)境綜合評價(jià)方式，利用遙感影像等數(shù)據(jù)，針對城市人居環(huán)境特征與遙感影像數(shù)據(jù)優(yōu)勢，綜合自然要素與人文要素選取城市人居自然環(huán)境影響因子，運(yùn)用柵格數(shù)據(jù)主成分分析法對城市人居環(huán)境各指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)，構(gòu)建了基于遙感的城市人居自然環(huán)境綜合評價(jià)體系。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟1)采用生物物理成分指數(shù)(BCI)對城市不透水面進(jìn)行提取，剔除異常值后建立緩沖區(qū)，生成城市建成區(qū)。

步驟2)基于科學(xué)性和實(shí)用性的原則，綜合考慮自然和人文兩方面要素，將城市的植被、水體、不透水面、溫度作為影響城市人居環(huán)境的自然要素指數(shù)，夜間燈光、空氣質(zhì)量、交通作為影響城市人居環(huán)境的人文要素指數(shù)，構(gòu)建基于遙感柵格數(shù)據(jù)的城市陸表環(huán)境綜合評價(jià)指標(biāo)體系。