[发明专利]一种城市热岛强度动态变化监测的方法

说明书

本发明提供了一种城市热岛强度动态变化监测的方法，利用热红外遥感影像和高分辨率遥感影像的处理和分析技术，通过对多时相的影像处理和变化分析，获取目标区域热岛强度的变化与土地覆盖变化、景观指数之间定性或定量的关系，有助于研究城市建设和更新改造过程中由于土地利用转变而引起的热岛强度格局的变化等方面的认识，为政策的施行提供参考。

技术领域

本发明涉及城市规划研究领域，具体涉及一种城市热岛强度动态变化监测的方法。

背景技术

城市热岛效应是城市气候中典型的特征之一，它是城市气温比郊区气温高的现象。城市热岛的形成一方面是在现代化大城市中，城市中建筑群密集，人口聚集所排放的热量；另一方面，城市下垫面主要为沥青和水泥路面，与郊区的土壤、植被相比具有更小的蒸腾作用，使得城市白天吸收和存储太阳辐射能多，夜晚城市降温缓慢且比郊区气温高。城市热岛效应产生很多负面影响，在夏季由于空调的大量使用致使电力需求大大提高；又如炎热天气导致市政供水的紧张；因暑热入院的病患者增多等等，城市热岛危害公众健康。因此，有必要对城市热岛效应的变化规律做出研究，对将要施行的行政措施提供效果参考。

热红外遥感被用于监测城市热岛效应已有30年的历史，由于城市化进程引起的土地利用与覆盖变化其关联的人口和经济发展等因素，极大地影响到城市气候的形成，诸多的研究论文也报道了利用卫星遥感监测城市建设所引起的热岛扩张现象,但众多的学者研究大都关注于城市扩展导致的热岛的扩张和加剧，而少有关注于热岛消退的监测，也没有研究报道城市更新改造带来的影响。

近年来城市更新改造成了热门话题，空间信息技术诸如应用遥感来支撑该领域的工作仍是较新的研究，而利用热红外和光学遥感影像来动态监测城市更新改造更是少有应用实践。对于城市更新改造所采取的措施，例如一系列的土地覆盖变化、空间配置、恢复绿化、控制能耗和污染企业等，能影响到热环境格局的变化，在城市整体格局中能消退热岛效应，此类研究有助于评价土地更新改造后带来的环境效益，这有助于推动城市更新改造事业的健康发展。因此需要发明一种综合利用热红外和实景遥感动态监测城市更新改造的方法，通过土地利用变化情况总结出目标区域的城市热岛效应与土地利用情况之间的关系，有助于理解诸类城市更新实践所带来的动态变化，为政策施行提供参考。

发明内容

本发明利用热红外遥感影像和高分辨率遥感影像的处理和分析技术，通过对多时相的影像处理和变化分析，获取目标区域热岛强度的变化与土地覆盖变化、景观指数之间定性或定量的关系，并以此为基础，对未来政策的施行提供热岛强度变化的参考。

相应的，本发明提供了一种城市热岛强度动态变化监测的方法，所述方法包括以下步骤：

确定目标区域和目标时间段，在所述目标时间段内提取所述目标区域的多时相原始热红外遥感影像和多时相实景遥感影像；

对所述多时相原始热红外遥感影像进行预处理，生成多时相热岛相对强度影像；

基于所述多时相热岛相对强度影像，生成多时相热岛相对强度影像；

基于所述多时相热岛相对强度影像，计算城市热岛比例系数；

基于所述多时相实景遥感影像，生成多时相土地覆盖图；

基于所述城市热岛比例系数和所述多时相土地覆盖类型图，建立回归分析得到土地覆盖对热岛强度贡献的多元回归方程。

基于ASTER卫星遥感器获取所述多时相原始热红外遥感影像。

所述对所述多时相原始热红外遥感影像进行预处理，生成多时相热岛相对强度影像包括以下步骤：

基于热红外辐射定标，将所述多时相原始热红外遥感影像转换为对应的多时相辐射亮度影像；

基于所述多时相辐射亮度影像计算多时相原始亮温影像；