[发明专利]一种基于地表温度辅助城市空间规划的方法

说明书

本发明公开了一种基于地表温度辅助城市空间规划的方法，该方法首先通过对遥感影像数据进行预处理，接着分别使用高分辨率遥感影像进行地物分类，提取地物覆盖类型，以及使用多光谱遥感影像反演地表温度，建立起地物类型与地表温度之间的模型，并根据地表温度设计城市空间规划方法。通过使用本发明方法对空间进行合理的规划，可以在不减少城市建设面积的同时降低热岛效应的影响，给人们提供一个宜居的环境。

技术领域

本发明涉及遥感技术与空间规划领域，尤其涉及一种基于地表温度辅助城市空间规划的方法。

技术背景

随着城市的建设和扩张，带来了一系列的宜居问题，热岛效应就是常见的问题之一。热岛效应是指一个地区的气温高于周边地区的现象，影响热岛效应的原因有很多，主要原因是人为改变了城市的空间布局、空气对流等因素。城市下垫面有大量的人工构筑物，相比于植被水体等自然下垫面，城市下垫面升温快、蒸发量少，造成其表面温度明显高于下垫面。由于城市的面积是固定的，如果想降低热岛效应，最简单的方法就是增加城市的自然下垫面的面积，但是这又限制了城市的发展和扩张。为了在不减少城市建设面积的同时降低热岛效应的影响，需要在城市的建筑过程中，对空间进行合理的规划。

二十一世纪以来，城市遥感作为重要的检测手段与方法，在景观分布、热岛效应等方面做出了巨大贡献。遥感影像根据分辨率不同，分为高分辨率遥感影像、多光谱遥感影像、高光谱遥感影像，其中高分辨率遥感影像空间分辨率高，可以清晰地识别地物类型，适用于目标检测、地物分类；多光谱遥感影像和高光谱遥感影像空间分辨率低，光谱信息丰富，适用于定量遥感，比如土壤含水量反演、植被指数计算、水体指数计算等。城市热岛效应需要大面积的获取地表温度，使用监测点监测只能监测到单个点的地表温度，所以目前比较可行的方法是使用遥感影像进行地表温度反演。对于城市下垫面的类型，同样可以使用遥感数据获得。根据遥感数据的特点，使用多光谱遥感影像进行地表温度反演，使用高分辨率遥感影像进行地物分类，然后将每个点的地表温度和地物类型联系起来，通过两者之间的关系研究地表温度与空间分布之间的模型。

对于地表温度的研究，已经有学者做了较多的研究。李斌侠等人使用landsat5和landsat8的影像获取哈尔滨市多年的地表温度，并使用混合像元分解的方法提取中心城区地表组成信息，分析不同地表对温度的影响，但是landsat分辨率较低，无法做到精确分类，而且该研究并未涉及到对空间格局产生怎样的影响，需要进一步研究。王今殊等使用landsat影像研究了北京地区地表温度及下垫面的关系，揭示城市地表覆盖对城市热环境的影响，以北京多个地区为研究区域，将归一化植被指数和归一化建筑物指数、热岛比率等指数关联起来，研究不同指数与地温之间的关系。上述研究以区域为研究单位，考虑到分辨率的原因，并未进行像素级计算。若要进一步细致研究地表温度与空间格局的关系，需要使用更高分辨率的影像。可见，对于地表温度与空间格局的关系，大部分研究只停留在研究两者之间的关系，并未给出空间规划的方式。

为了能够根据研究内容，提出合适的空间规划方式，更进一步地为空间规划做出反馈，指导辅助空间规划，提出一种基于地表温度辅助城市空间规划的方法。

发明内容

本发明提出一种基于地表温度辅助城市空间规划的方法，该方法使用高分辨率遥感影像提取地物覆盖类型，使用多光谱遥感影像反演地表温度，建立地表温度与城市空间分布之间的空间关系模型，并可根据该模型规划空间布局。

本发明的一种基于地表温度辅助城市空间规划的方法是采用以下技术方案实现的：

步骤一、遥感影像数据预处理；

步骤二、高分辨率遥感影像地物分类；

步骤三、多光谱遥感影像地表温度反演；

步骤四、建立地物类型与地表温度之间的模型；

步骤五、根据地表温度设计城市空间规划方法。