[发明专利]一种基于遥感技术的城区热岛效应评估方法

说明书

本发明涉及一种基于遥感技术的城区热岛效应评估方法，通过遥感设备以及气象数据收集设备获取遥感数据以及气象数据；对遥感数据进行影像预处理，获取图像灰度值以及建模计算NDVI；获取图像灰度值后，计算图像辐射值，并获取图像亮度温度；计算NDVI后，计算植被覆盖度，并计算地表比辐射率；根据所获取的气象数据计算大气平均作用温度、大气水汽含量，并建立水汽含量与大气透射率拟合方程；并通过大气水汽含量以及水汽含量与大气透射率拟合方程计算大气透射率；进行地表温度反演处理；进行LST结果比较以及精度分析，择优选取LST结果；进行城市热岛分级。本发明提出的一种基于遥感技术的城区热岛效应评估方法，确度高，对改善城区环境具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种基于遥感技术的城区热岛效应评估方法。

背景技术

改革开放以来，我国城市建设快速发展，城市下垫面的类型和结构发生变化，原有的森林植被、水体等自然景观被众多低反射率、高吸热率和高储热性的建筑物、道路等不透水面逐渐取代，导致城市温度的普遍升高。再加上工业生产、居民生活、以及交通运输等燃烧消耗大量的石化燃料直接产生大量热量排放到环境中，通过风的输送以及湍流扩散形成温室效应使城市温度升高。下垫面改变和热排放等因素导致和加重了城市热岛效应。人类活动对环境的影响与日俱增，我们必须意识到，在利用和改造自然的同时，要走可持续发展道路。遥感技术的发展，极大提高了对城区热岛效应进行监测效率，对政府职能部门合理进行城市规划建设，提高城市人居环境，实现“城市让生活更美好”的目标和促进城市可持续发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于遥感技术的城区热岛效应评估方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于遥感技术的城区热岛效应评估方法，按照如下步骤实现：

步骤S1：通过遥感设备以及气象数据收集设备获取遥感数据以及气象数据；

步骤S2：对遥感数据进行影像预处理，获取图像灰度值以及建模计算NDVI；

步骤S3：获取图像灰度值后，计算图像辐射值，并进一步获取图像亮度温度；

步骤S4：计算NDVI后，计算植被覆盖度，并进一步计算地表比辐射率；

步骤S5：根据所获取的气象数据计算大气平均作用温度、大气水汽含量，并建立水汽含量与大气透射率拟合方程；并通过大气水汽含量以及水汽含量与大气透射率拟合方程计算大气透射率；

步骤S6：进行地表温度反演处理；

步骤S7：进行LST结果比较以及精度分析，择优选取LST结果；

步骤S8：进行城市热岛分级。

在本发明一实施例中，在所述步骤S2中，所述影像预处理包括几何校正处理、遥感图像镶嵌处理、辐射校正处理、图像配准处理、图像裁剪处理以及辐射校正处理。

在本发明一实施例中，在所述步骤S3中，所述图像亮度温度按照如下步骤获取：通过如下方式，根据图像辐射值转换为对应的图像亮度温度值：

其中，表示传感器处的亮度温度（K），为图像辐射值，单位为；和均为常量。

在本发明一实施例中，在所述步骤S4中，所述地表比辐射率采用如下混合元分解法计算：

其中，为混合像元的地表比辐射率；为植被覆盖率；表示植被的温度比率，表示建筑表面的温度比率；表示植被的地表比辐射率，表示建筑表面的地表比辐射率；为热辐射校正项，表示植被和裸土之间的热辐射相互作用量。

在本发明一实施例中，在所述步骤S5中，根据大气剖面气温和水分分布，并采用如下近似估算方式估算大气平均作用温度：