[發明專利]一種工業熱島效應的遙感定義方法

有效

• 申請號: 202010331105.0
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111637972B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 胡蝶;孟慶巖;張琳琳;王子安
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G06F17/10
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

1.一種工業熱島效應的遙感定義方法，該監測方法包括如下步驟：

步驟1)利用Google Earth框定工業目標區域矢量邊界；

步驟2)對目標工業區域Landsat8影像進行數據預處理，并反演地表溫度；

步驟3)在工業區域外圍構建5千米緩沖區，并將其100等分，生成50米的逐層緩沖區100個；

步驟4)計算每層緩沖區的平均地表溫度，繪制平均地表溫度隨距離變化的散點圖，并利用B樣條曲線進行插值；

步驟5)根據地表溫度變化曲線，找到首個變化臨界點，進而計算響應范圍(km)、響應溫差(℃)以及響應強度(℃/km)。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)：利用Google Earth通過目視解譯確定目標區域基本位置，利用“添加多邊形”工具框定工業目標區域矢量邊界，并保存為kml或kmz格式，之后利用ArcGIS的“由kml轉出”工具將矢量數據轉化為shp格式。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)：首先對原始Landsat8一級數據產品進行輻射校正與大氣校正的預處理，之后基于輻射傳輸方程利用Landsat8的Band10數據反演地表溫度，輻射傳輸方程為：

上式中T_s代表待計算的地表溫度；ε為地表比輻射率；L_sensor為經過輻射定標的輻射亮度值；B(T_s)是溫度為T_s時的黑體輻射值；和分別指代大氣的上行輻射和下行輻射；τ為大氣透過率；上述的數據預處理過程可以通過ENVI的輻射定標工具與大氣校正工具實現，地表溫度反演的計算過程可通過ENVI的波段運算工具實現。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)：在工業區域外圍構建5千米緩沖區，并將其100等分，生成50米的逐層緩沖區100個；該步驟可以通過ArcGIS的緩沖區工具實現。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4)：計算每層緩沖區的平均地表溫度，繪制平均地表溫度隨距離變化的散點圖，并利用B樣條曲線進行擬合，得到平滑后的地表溫度變化曲線，該曲線中橫坐標代表該層緩沖區外邊界到工業區邊界的距離，縱坐標代表該層緩沖區的平均地表溫度；逐層緩沖區的平均地表溫度可以利用ArcGIS的“屬性”功能獲取，將其導入至origin后使用非線性曲線擬合工具實現地表溫度變化曲線的生成。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟5)：根據地表溫度變化曲線，找到首個轉折臨界點，進而計算響應范圍(km)、響應溫差(℃)以及響應強度(℃/km)，其中轉折臨界點是指曲線斜率為非負數的首個點位，該點位的橫坐標即為響應范圍(km)；轉折臨界點的縱坐標代表轉折點的地表溫度，將工業區邊界地表溫度與轉折點地表溫度求差，即可求出響應溫差(℃)；響應強度(℃/km)為響應溫差與響應范圍的比值。