[发明专利]一种城市热岛强度的量化方法、系统、存储介质及设备

说明书

本发明涉及一种城市热岛强度的量化方法、系统、存储介质及设备，其方法包括获取目标区域的遥感影像信息并进行预处理；对预处理后的遥感影像信息进行反演计算，获取地表温度信息；根据地表温度信息对目标区域进行局部空间自相关分析；计算局部空间的相对城市热岛强度并进行ward最小方差聚类分析，确定局部空间的城市热岛强度等级。本发明通过对遥感影像进行预处理和反演计算，得到地表温度信息，并进行局部空间自相关分析，得到局部空间目标类型的地表温度信息的平均值，进而准确计算出局部空间的相对城市热岛强度及城市热岛强度等级，极大地克服了现有方法难以忽略的方法应用限制和地表温度会受周围环境的影响等问题，量化结果精确，使用范围更广。

技术领域

本发明涉及城市环境分析技术领域，尤其涉及一种城市热岛强度的量化方法、系统、存储介质及设备。

背景技术

随着全球城市化进程的不断推进，城市自然景观向不透水表面的转化，引起了一系列环境问题。城市热岛是最典型的环境问题之一，指市区温度高于郊区温度的一种现象，其加剧了极端气候事件，增加了能源消耗，危害了居民身体健康，增加了热相关死亡率，恶化了空气质量等。

基于遥感数据所计算的指标经常用于量化城市热岛强度，经典的方法是量化城市与郊区之间的温度差异，然而城市与乡村定义与范围的模糊极大地限制了量化城市热岛强度。几个指标也发展来量化城市热岛强度，例如城市-耕地差异(城市区域平均LST(地表温度)与耕地的温度差)、城市-其它(城市区域平均LST与所有其它区域温度差)、城市-水体差异(城市区域平均LST与水体温度差)、最大温度值与平均温度的差异等、平均值-固定阈值(像元值减去平均值之后除以平均值，根据固定阈值计算城市热岛强度)、平均值-标准差(像元值减去平均值之后除以平均值，根据标准差对城市热岛强度进行分级)。然而这些方法存在不同程度的限制。首先，研究表明，城市-水体温度差异的方法仅仅在存在大型水体有效，其它方法也存在类似的限制。其次，水体、耕地、其它区域、林地的LST与其周围自然环境紧密相关，局地范围内LST会受到周围LST强度的影响，而且林地、耕地等植物活动存在显著的季节变化，春、秋植物叶尚未完全展开或者已经凋谢，因此以上方法可能会存在春、夏、秋季低估城市热岛强度，冬季高估城市热岛等问题。最后，平均值-固定阈值法由于其城市大小、发展模式等异质性其应用也受到极大的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种城市热岛强度的量化方法、系统、存储介质及设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种城市热岛强度的量化方法，包括如下步骤：

获取目标区域的遥感影像信息，并对所述遥感影像信息进行预处理；

对预处理后的所述遥感影像信息进行反演计算，获取地表温度信息；

根据所述地表温度信息对所述目标区域进行局部空间自相关分析；

根据局部空间自相关分析的结果计算局部空间的相对城市热岛强度；

根据所述相对城市热岛强度对局部空间进行ward最小方差聚类分析，并确定每一类局部空间的城市热岛强度等级。

本发明的有益效果是：本发明的城市热岛强度的量化方法，通过对获取的遥感影像进行预处理和反演计算，得到地表温度信息，并进行局部空间自相关分析，得到局部空间目标类型的地表温度信息的平均值，进而准确计算出局部空间的相对城市热岛强度，再通过ward最小方差聚类分析，精确得到城市热岛强度等级，极大地克服了城市-水体、城市-耕地、城市-森林、城市-其它差异、平均值-固定阈值等方法难以忽略的方法应用限制性以及地表温度会受周围环境的影响等问题，量化结果精确，并且使用范围更广。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述对所述地表温度信息进行局部空间自相关分析具体包括如下步骤：