[发明专利]一种城市热力景观定量描述及多尺度特征分析方法

权利要求书

1.一种城市热力景观定量描述及多尺度特征分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，获取研究区域Landsat-8 OLI/TIRS遥感卫星影像数据；

步骤S2，遥感影像数据预处理：对步骤S1获取到的Landsat-8 OLI/TIRS遥感影像数据进行包括辐射定标、大气校正、几何校正及裁剪在内的预处理；

步骤S3，反演地表温度：对步骤S2经过预处理的遥感影像数据采用经典的辐射传输方程法反演地表温度，得到研究区地表温度数据；

步骤S4，热力景观级别划分：利用随机采样获取植被区域地表温度最高值，再采用均值-标准差方法制定热力景观分级标准；

步骤S5，景观格局指数的选择：针对研究区域的地理环境和研究需求，从斑块、类别、景观三种水平选取所需的指数，将步骤S4中获取到的热力景观数据代入计算并得到结果，根据结果定量分析城市热岛的空间分布特征；

步骤S6，尺度变化：从空间粒度上对步骤S4获取到的热力景观数据进行粒度变换，从空间幅度上对步骤S4获取到的热力景观数据进行幅度变化；

步骤S7，多尺度特征分析，依据步骤S5所选取的景观格局指数和步骤S6进行的尺度变化，从空间粒度和空间幅度上计算不同粒度和幅度的数据在斑块、类别、景观三种水平的指数结果，根据景观指数表征的城市热岛景观分析指数随空间尺度变化的响应关系，得到城市热岛景观的多尺度特征；

所述步骤S4利用随机采样获取植被区域地表温度最高值，再采用均值-标准差方法制定热力景观分级标准，具体包括：

对于单波段灰度图像的分类，选取分割区间为地表温度最大值与最小值，将地表温度图像分级划分，并以此反映热力景观类型，分类公式为：其中，R_LST为计算出的温度阈值范围，为研究区所选植被样本区域的最高温度，SD为地表温度标准差，n为标准差的倍数，依据分类公式将研究区域划分为4种热力景观类型，依次为无热岛Nonheat island、弱热岛Weak heat island、热岛Heat island和强热岛Strong heat island，阈值表示如下公式所述：

2.根据权利要求1所述的一种城市热力景观定量描述及多尺度特征分析方法，其特征在于，所述步骤S2遥感影像数据预处理具体包括：借助包括ENVI5.3在内的现有软件，以其他高分辨率卫星影像为参考影像，选取30～40个道路交叉口、河流拐弯和交汇处同名地物点作为控制点，对Landsat 8OLI/TIRS影像中包括热红外波段的所有波段进行两次多项式几何精校正，随后利用ENVI 5.3软件中自带的辐射定标工具和FLAASH工具对各波段进行辐射定标和大气校正，获取经过预处理的数据根据需求将数据进行裁剪以获取到最终的研究区数据。