[发明专利]一种基于自然和人文多要素的城市人居环境适宜性综合评价方法

说明书

在传统的基于遥感影像的城市人居环境适宜性评价中，评价尺度多聚焦于大面积的行政区域，且侧重于自然要素的影响，导致评价结果相对较为片面，不够准确。本发明针对上述问题，公开了一种基于自然和人文多要素的城市建成区人居环境适宜性评价指标体系，再利用栅格数据主成分分析法对各指标进行赋权的方法。该方法包括如下步骤：步骤1)采用生物物理成分指数(BCI)对城市不透水面进行提取，剔除异常值后建立缓冲区，生成城市建成区。步骤2)基于科学性和实用性的原则，将城市的植被、水体、不透水面、温度作为影响城市人居环境的自然要素指数，夜间灯光、空气质量、交通作为影响城市人居环境的人文要素指数，构建基于遥感栅格数据的城市陆表环境综合评价指标体系。步骤3)根据上述构建的城市人居环境适宜性指标体系，进行单因子指标选取与测算。步骤4)针对遥感栅格数据特征，选择栅格数据主成分分析法测定城市人居环境各指标权重。步骤5)根据上述计算得到的城市人居环境各指标权重，对各指标图层进行栅格加权叠加处理，得到城市人居环境宜居性评价结果。

技术领域

本发明设计了一种基于自然和人文多要素的城市人居环境适宜性综合评价方法，能较好地形成针对城市建成区尺度上的城市人居环境适宜性评价流程,实现对城市人居环境适宜性空间分析和时空变化分析，为城市环境治理提供参考依据。

背景技术

近年来，随着城市环境问题日益突出，为了缓解不断加深的城市环境问题，寻找一个有利于经济持续健康发展的节奏，我国制定了诸多城市环境改善和治理的策略，但城市人居环境适宜性评价是其中最首要的方法之一。人居环境表现为人类主动地对居住地进行区域安排，是以满足自身生存需求为目的的人类活动结果。该理论最早在二十世纪五十年代由希腊学者道萨迪亚斯提出，并由吴良镛于1993年引入我国并不断发展完善。

从研究层次上来看，城市层级相较全球、区域、社区、建筑层级更为贴近人类生存。城市作为人类活动中心，承载着自然环境与人类活动的平衡。探究城市人居环境需要从自然和人文两个方面来研究。针对城市人居环境评价，国外学者更注重人文尺度的深入挖掘，将低收入人群、疾病比例、性别年龄比例等都纳入评价指标体系，统计数据获取难度较大且难以确保其时效性。国内学者则关注于指标选取方面的研究，重于社会调查却较少考虑自然要素。

遥感作为一种新型信息获取手段，因其覆盖面积大、周期性与时效性强、数据易获取等优势在多领域的环境测评中有着广泛应用，但将遥感影像用于环境综合评价的研究还较少。张文忠等学者在区域范围环境综合评价中使用了遥感数据，其评价尺度多聚焦于大面积的行政区域，对于城市建成区尺度的环境评价研究存在空白。徐涵秋等在针对城市遥感生态评价做了相关尝试，其研究主要着眼于自然环境遥感信息利用，对人文遥感信息的使用有所不足。因此，充分发挥遥感的技术优势，开展基于遥感的城市人居环境综合评价具有重要的研究价值和应用价值。

针对上述问题，本发明充分发挥遥感要素的指标优势，拓展城市人居环境指标体系，综合自然要素与人文要素，将夜间灯光指数、空气质量指数等遥感因子纳入评价系统，构建了针对城市建成区尺度的人居自然环境遥感评价体系，实现了基于遥感技术手段的城市人居自然环境综合评价方式。

发明内容

为探索基于遥感技术的城市人居自然环境综合评价方式，利用遥感影像等数据，针对城市人居环境特征与遥感影像数据优势，综合自然要素与人文要素选取城市人居自然环境影响因子，运用栅格数据主成分分析法对城市人居环境各指标进行赋权，构建了基于遥感的城市人居自然环境综合评价体系。

本发明的目的通过以下技术步骤实现：

步骤1)采用生物物理成分指数(BCI)对城市不透水面进行提取，剔除异常值后建立缓冲区，生成城市建成区。

步骤2)基于科学性和实用性的原则，综合考虑自然和人文两方面要素，将城市的植被、水体、不透水面、温度作为影响城市人居环境的自然要素指数，夜间灯光、空气质量、交通作为影响城市人居环境的人文要素指数，构建基于遥感栅格数据的城市陆表环境综合评价指标体系。