[发明专利]基于多源遥感影像的城市湿地热岛效应分析方法及系统在审

专利信息
申请号: 201810122811.7 申请日: 2018-02-07
公开(公告)号: CN108320285A 公开(公告)日: 2018-07-24
发明(设计)人: 许凯;张倩倩;李智立 申请(专利权)人: 中国地质大学(武汉)
主分类号: G06T7/00 分类号: G06T7/00;G06T7/35
代理公司: 武汉知产时代知识产权代理有限公司 42238 代理人: 冯必发;金慧君
地址: 430074 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 影像数据 像元 宏观水平 景观 分析方法及系统 微观水平 遥感影像 湿地 多源 地表 个体水平 景观指数 模型分析 分类图 试验区 组水平 反演 微观 卫星 研究
【说明书】:

一种基于多源遥感影像的城市湿地热岛效应分析方法及系统,以Landsat8的影像数据作为低分影像数据,从中选择景观区域,作为宏观水平的一个组;获取景观区域所对应的QuickBird卫星的影像数据作为高分影像数据,对于高分影像数据上的各个像元:用该景观区域的高分分类图计算景观级别的景观指数作为宏观水平上的解释变量;对于Landsat8单个像元作为微观水平的个体,计算每个像元的微观水平上的解释变量;采用Landsat8景观区域中的单个像元反演得到的地表温度作为结局变量;在试验区中选择多个组水平以及多个体水平的数据进行多水平模型分析,进行湿地热岛效应中各个因素的影响程度。本发明可同时研究微观及宏观水平上的多个因素与地表温度的关系,结果更加准确稳定。

技术领域

本发明涉及湿地热岛效应分析方面,更具体地说,涉及一种基于多源遥感影像的城市湿地热岛效应分析方法及系统。

背景技术

城市湿地被称为“城市之肾”,在热量和水分方面对周边小气候环境进行调节,具有明显的“恒温效应”和“绿洲效应”,即城市湿地能够发挥其“冷岛”效应,对改善局部小气候、维护城市生态平衡具有重要的作用。因此,以城市湿地为主要研究对象,分析湿地对于热环境的影响及其调节作用具有重要意义。在这其中,湿地的空间格局即大小和形状不一的湿地斑块在空间上的排列,它是景观异质性的重要表现,又是各种生态过程在不同尺度上的作用结果,对地表温度的影响显著,如较破碎的湿地不如面积较大、连通性好的湿地降温作用明显,因此有必要对城市湿地的景观格局与缓解城市热岛效应、增强城市冷岛效应的关系加以分析。

以往的研究中,对于湿地景观格局、植被覆盖度、叶面积指数、水体比例这四者与地表温度的关系分析均是分开来进行,这样难免会顾此失彼,带来结果的不稳定性。因此,对于城市湿地这一景观类型的景观结构及其叶面积指数、植被覆盖度和水体比例是如何共同作用于地表温度,带来“冷岛”效应的研究,将对更好发挥城市湿地在城市复合生态系统中的支撑作用具有重要价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于以往的研究中,对于湿地景观格局、植被覆盖度、叶面积指数、水体比例这三者与地表温度的关系分析均是分开来进行,这样难免会顾此失彼,带来结果的不稳定性的技术缺陷,提供了一种基于多源遥感影像的城市湿地热岛效应分析方法及系统。

根据本发明的其中一方面,本发明为解决其技术问题,提供了一种基于多源遥感影像的城市湿地热岛效应分析方法,包含如下步骤:

S1、以Landsat8的影像数据作为低分影像数据,从低分影像数据中选择的一景观区域,作为宏观水平的一个组;

S2、获取所述景观区域所对应的QuickBird卫星的影像数据作为高分影像数据,对于高分影像数据上的各个像元:用该景观区域的高分分类图计算面积周长分维数、几何最邻近距离面积加权平均、蔓延度、斑块内聚力指数及斑块丰富度五种景观级别的景观指数作为宏观水平上的解释变量;

S3、对于Landsat8影像数据的景观区域中单个像元作为微观水平的个体,计算每个像元的叶面积指数、植被覆盖度和水的比例,作为微观水平上的解释变量;

S4、采用Landsat8景观区域中的单个像元反演得到的地表温度作为结局变量;

S5、在试验区中选择共有多个组水平以及多个体水平的数据进行多水平模型分析,进行湿地热岛效应中各个因素的影响程度。

在本发明所述的城市湿地热岛效应分析方法中,叶面积指数是反映植物群体生长状况的另一个重要指标,其LAI估算过程为:利用植被在可见光和近红外波段反射值的散点图,首先确定出计算LAI所需的参数,然后利用这些参数和卫星传感器所探测到的地物反射值估算LAI,该估算过程需要确定的参数包括:

(1)土壤线方程参数a,b,土壤线方程参数a,b可以从相应波段的散点图中求取;

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