一种城市热岛空间分布的评价方法技术

本发明专利技术提供一种城市热岛空间分布的评价方法，利用遥感卫星获取待评价区域的热红外图像；制作城区亮温等级分布图和城区温度等级分布图；城区亮温等级分布图：通过所接收的待评价区域各处的热辐射值计算出对应的地面亮温，对地面亮温进行正规化处理；将正规化处理后的地面亮温按从低到高划分为N个等级，制成城区亮温等级分布图；城区温度等级分布图同理；分别计算城区亮温等级分布图和城区温度等级分布图的间隙度，间隙度越大，说明热岛的聚集度越高，反之则说明热岛聚集度越低。本发明专利技术能够有效的评估不同影像热岛空间分布的差异性，为城市热岛的研究提供了新的思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境领域，具体涉及。
技术介绍
随着全球城市化的进程加快，城市热岛问题变得越来越突出。由于传统的地面观 测方式很难全面掌握城市地面热岛的空间分布情况，因此，利用遥感影像来研究城市热岛 效应已成为主流方式。 为了研究城市热岛的发展变化，需要将不同时期的遥感影像的热红外波段加以比 较。常规的做法是获取研究区域的热红外影像，根据地表地物的比辐射率来反演地表温度。 由于地表地物的比辐射率随季节变化而变化，如何合理的确定地表地物的比辐射率是正确 反演地表温度的关键。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供，能够有效 的评估不同影像热岛空间分布的差异性，为城市热岛的研究提供了新的思路。 本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种城市热岛空间分布的评价 方法，其特征在于：它包括以下步骤： S1、利用遥感卫星获取待评价区域的热红外图像； S2、制作城区亮温等级分布图和城区温度等级分布图： 城区亮温等级分布图：通过所接收的待评价区域各处的热辐射值计算出对应的地 面辐射温度，即地面亮温，对地面亮温进行正规化处理，将地面亮温分布统一到〇?1之间； 参考植被覆盖度分级体系和亮温等级体系，将正规化处理后的地面亮温按从低到高划分为 N个等级，其中最高等级的地面亮温所对应的区域定义为热岛，制成城区亮温等级分布图； 城区温度等级分布图：对Sl获得的热红外图像采用单窗算法进行地面温度反演， 得到地面温度，对地面温度进行正规化处理，将地面温度分布统一到〇?1之间；将正规化 处理后的地面温度按从低到高划分为N个等级，其中最高等级的地面温度所对应的区域定 义为热岛，制成城区温度等级分布图； S3、热岛空间分布的评价： 分别计算城区亮温等级分布图和城区温度等级分布图的间隙度，间隙度越大，说 明热岛的聚集度越高，反之则说明热岛聚集度越低。 按上述方案，所述的城区亮温等级分布图利用ENVI软件制成。 按上述方案，所述的单窗算法为 NDVI (normalized difference vegetation index)阀值法。 按上述方案，所述的N个等级为0?25 %、25 %?50 %、50 %?75 %、75 %?100 % 4个等级。 按上述方案，所述的Sl利用HJ-IB卫星在IRS-4波段获取待评价区域的热红外图 像。 本专利技术的有益效果为：采用遥感卫星提供的热红外图像，采用单窗算法提取了地 表温度，通过对温度和亮温进行正规化处理，采用多重分形理论建立了温度剖面图，利用间 隙度的概念对城区热岛空间分布进行了定量比较，并将这种评价应用到亮温影像和温度影 像中，为城区热岛效应的定量评价提供了新的参考依据。 【附图说明】 图1为本专利技术一实施例的城区亮温等级分布图。 图2为本专利技术一实施例的城区温度等级分布图。 【具体实施方式】 下面结合具体实例对本专利技术做进一步说明。 本实施例提供，包括以下步骤： S1、利用遥感卫星获取待评价区域的热红外图像（本实施例选用HJ-IB卫星在 IRS-4波段获取）； S2、制作城区亮温等级分布图和城区温度等级分布图： 城区亮温等级分布图：通过所接收的待评价区域各处的热辐射值计算出对应的地 面辐射温度，即地面亮温，对地面亮温进行正规化处理，将地面亮温分布统一到〇?1之间； 参考植被覆盖度分级体系和亮温等级体系，将正规化处理后的地面亮温按从低到高划分为 N个等级（0?25 %、25 %?50 %、50 %?75 %、75 %?100% 4个等级，分别代表低温、中 温、次高温、高温），其中最高等级的地面亮温所对应的区域定义为热岛，利用ENVI软件制 成城区亮温等级分布图； 城区温度等级分布图：对Sl获得的热红外图像采用单窗算法（对比辐射率的估 算，米用 NDVI (normalized difference vegetation index)阀值法）进行地面温度反演， 得到地面温度，对地面温度进行正规化处理，将地面温度分布统一到〇?1之间；将正规化 处理后的地面温度按从低到高划分为N个等级，其中最高等级的地面温度所对应的区域定 义为热岛，制成城区温度等级分布图； S3、热岛空间分布的评价： 分别计算城区亮温等级分布图和城区温度等级分布图的间隙度，间隙度越大，说 明热岛的聚集度越高，反之则说明热岛聚集度越低。 本专利技术的工作原理为： 1、通过IRS-4波段所接收的地面各处的热辐射值就可以算出对应的地面亮温。由 于城市热岛关注的是温度相对强弱的空间分布特点，且城市辐射温度与低空气温呈显著线 性关系，因此，可以用地面辐射温度（即地面亮温）来研究城市热岛。 由于城市热岛侧重研究的是温度强弱的空间分布特征，而季节改变的只是亮温的 强度，不改变亮温的空间分布。因此，我们对地面亮温进行了正规化处理，将各自的亮温分 布统一到0?1之间。正规化的公式如下：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市热岛空间分布的评价方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1、利用遥感卫星获取待评价区域的热红外图像；S2、制作城区亮温等级分布图和城区温度等级分布图：城区亮温等级分布图：通过所接收的待评价区域各处的热辐射值计算出对应的地面辐射温度，即地面亮温，对地面亮温进行正规化处理，将地面亮温分布统一到0～1之间；参考植被覆盖度分级体系和亮温等级体系，将正规化处理后的地面亮温按从低到高划分为N个等级，其中最高等级的地面亮温所对应的区域定义为热岛，制成城区亮温等级分布图；城区温度等级分布图：对S1获得的热红外图像采用单窗算法进行地面温度反演，得到地面温度，对地面温度进行正规化处理，将地面温度分布统一到0～1之间；将正规化处理后的地面温度按从低到高划分为N个等级，其中最高等级的地面温度所对应的区域定义为热岛，制成城区温度等级分布图；S3、热岛空间分布的评价：分别计算城区亮温等级分布图和城区温度等级分布图的间隙度，间隙度越大，说明热岛的聚集度越高，反之则说明热岛聚集度越低。

【技术特征摘要】
1. 一种城市热岛空间分布的评价方法，其特征在于：它包括以下步骤： 51、 利用遥感卫星获取待评价区域的热红外图像； 52、 制作城区亮温等级分布图和城区温度等级分布图： 城区亮温等级分布图：通过所接收的待评价区域各处的热辐射值计算出对应的地面辐 射温度，即地面亮温，对地面亮温进行正规化处理，将地面亮温分布统一到0?1之间；参考 植被覆盖度分级体系和亮温等级体系，将正规化处理后的地面亮温按从低到高划分为N个 等级，其中最高等级的地面亮温所对应的区域定义为热岛，制成城区亮温等级分布图； 城区温度等级分布图：对S1获得的热红外图像采用单窗算法进行地面温度反演，得到 地面温度，对地面温度进行正规化处理，将地面温度分布统一到0?1之间；将正规化处理 后的地面温度按从低到高划分为N个等级，其中最高等级的地面温度所对应的区域定义为 热岛，制成城区温度等级分布图...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚珍，吴浩，黎华，俞艳，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42