[发明专利]一种城市楼宇尺度的定量化热环境监测方法、设备及存储设备

说明书

本发明实施方式公开了一种城市楼宇尺度的定量化热环境监测方法，还公开了相应的设备以及存储设备。本发明实施例中，通过获取热像仪监测到的不同类型地表的热红外遥感数据，以及气象站监测到的气象数据，并根据获取的热红外遥感数据和气象数据分析不同类型地表的温度，然后根据不同类型的地表温度、空气温度和空气湍流系数计算不同类型地表的显热释放量；从而实现了热环境监测能够精细到中心城市及其周边的城市在一定范围内的三维空间，例如一栋楼或者一个小区的三维空间，同时还考虑了城市中不同性质的下垫面对热岛形成的影响，使得热岛监测结果精度更高、更细致。

技术领域

本发明实施方式涉及环境监测领域，特别是涉及一种城市楼宇尺度的定量化热环境监测方法、设备及存储设备。

背景技术

城市热岛既是城市市区的气温高于周边郊区的现象，也是当前影响城市生态环境、人类健康、能源利用和空间质量的主要原因之一。目前，热岛现象的恶化已成为影响城市气候变化的显著特征之一。传统的热岛检测方法以地面观测气象站为主，但受到站点数量的限制，该方法无法实现大区域尺度热岛的监测。而遥感技术的应用使得大范围进行地表热岛检测成为可能，但星载热红外传感器的空间分辨率较低，无法实现地面楼宇尺度热环境监测。另外，受政府航空管制以及运行成本等因素的影响，利用航空航天或无人机搭载热红外传感器进行航拍的可行性较低，这为城市楼宇尺度热环境遥感监测造成了困难。

现有的城市热岛效应遥感监测方法，主要存在的问题是遥感影像时空分辨率之间的矛盾，即较高空间分辨率的热红外数据其时间分辨率较低，无法实现地表温度和显热变化的实时监测。而高时间分辨率的热红外数据空间分辨率较低，只能描述大区域尺度的热岛效应变化，无法实现街区、楼宇尺度的热环境监测。更为重要的是，当前已发射的星载热红外传感器分辨率与多光谱高分传感器的分辨率有着较大的差距，最为常用的Landsat-TIRS热红外传感器的空间分辨率仅为100米，无法实现城市楼宇尺度的定量化热环境监测。

发明内容

本发明实施方式主要解决的技术问题是提供一种城市楼宇尺度的定量化热环境监测方法、设备及存储设备，实现了热环境监测能够精细到中心城市及其周边的城市在一定范围内的三维空间，例如一栋楼或者一个小区的三维空间，同时还考虑了城市中不同性质的下垫面对热岛形成的影响，使得热岛监测结果精度更高、更细致。

为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：

提供一种城市楼宇尺度的定量化热环境监测方法，包括：

获取热像仪监测到的不同类型地表的热红外遥感数据，所述不同类型地表包括人工地表和自然地表；

获取气象站监测到的气象数据，所述气象站配备包括空气温湿度传感器、风速风向传感器；

根据所述热红外遥感数据和所述气象数据分析不同类型地表的温度；

根据所述不同类型的地表温度、所述空气温湿度传感器获取的空气温度和所述风速风向传感器获取的空气湍流系数计算不同类型地表的显热释放量。

进一步的，所述根据所述热红外遥感数据和所述气象数据分析不同类型地表的温度的步骤包括：

根据人工地表的热红外影像数据，分析人工地表的24小时温度差以及不同时间段的升温和降温情况；

根据所述升温和降温情况比对人工地表类型中不同材料的热容和显热释放能力。

进一步的，所述根据所述热红外遥感数据和所述气象数据分析不同类型地表的温度的步骤还包括：

根据自然地表的热红外影像数据，分析自然地表的24小时温度差以及不同时间段的升温和降温情况；

根据所述升温和降温情况分析自然地表的蒸发蒸腾作用对气候的调节作用。