一種快速診斷居住區(qū)熱消減值的遙感監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其是一種快速診斷居住區(qū)熱消減值的遙感監(jiān)測(cè)方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自Manley于1958年首次提出城市熱島的概念W來(lái)，城市熱效益逐已漸在居住區(qū) 環(huán)境中不斷形成，并成為中屯、熱點(diǎn)。城市熱效應(yīng)問(wèn)題，由于其本身起到有害物質(zhì)的速效催化 作用，從而加劇引發(fā)城市居民屯、腦血管、呼吸系統(tǒng)等疾病的發(fā)病率上升，形成很大的社會(huì)性 危害，已成為營(yíng)造宜居人居環(huán)境的重要障礙之一。
[0003] 城市熱島或熱效應(yīng)的形成主要是原有綠化和水體被大量的工程水泥、柏油路面替 代，致使城市下墊面快速硬質(zhì)化造成。因此，評(píng)估城市熱效應(yīng)程度的最佳指標(biāo)就是綠量特征 值，包括綠化面積、綠化覆蓋率、喬木占比、綠地斑塊的破碎度等。但目前的研究大多集中在 城市大區(qū)域范圍，對(duì)居住區(qū)中小尺度的熱效應(yīng)評(píng)估和測(cè)算缺少關(guān)注，并受外圍熱源的影響， 很難真實(shí)反映出綠化對(duì)熱效應(yīng)的改善作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種快速診斷居住區(qū)熱消減值的遙感監(jiān)測(cè)方法，能快 速診斷和估算居住區(qū)熱消減值，增強(qiáng)了對(duì)城市居住區(qū)建成前的熱環(huán)境預(yù)評(píng)估能力。
[0005] 為此，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案，一種城市居住區(qū)綠化對(duì)熱效應(yīng)消減的評(píng)價(jià)方法， 其特征在于是利用每個(gè)綠化項(xiàng)目的熱消減值f的總和再進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，每個(gè)綠化項(xiàng)目的熱 消減值f是通過(guò)W下方法計(jì)算得到：首先利用航片資料或居住區(qū)綠化施工設(shè)計(jì)圖獲取待 測(cè)小區(qū)內(nèi)各個(gè)綠化項(xiàng)目的特征參數(shù)X，然后獲取各個(gè)綠化項(xiàng)目的特征參數(shù)在所有小區(qū)內(nèi)的 最大值y，再計(jì)算出各個(gè)綠化項(xiàng)目對(duì)居住區(qū)降溫的權(quán)重比系數(shù)k，則f=lOkx/y。
[0006] 所述的綠化項(xiàng)目是指居住區(qū)綠化面積、綠化覆蓋率、喬木比例、綠化塊狀平均面 積，上述綠化項(xiàng)目的熱消減值分別為n、f2、f3、f4,總的熱消減值f總二fl+f2+f3+f4。
[0007] 所述的熱消減值是一個(gè)由0-10之間的分值，并分成3個(gè)等級(jí)，分別為1-4分、4-7 分和、7-10分，分值越高代表綠化對(duì)居住區(qū)熱消減的能力越強(qiáng)。
[0008] 該評(píng)價(jià)方法適用于在夏季超過(guò)35攝氏度W上高溫下的評(píng)價(jià)條件。
[0009] 所獲取的熱消減值，僅僅表現(xiàn)為綠化對(duì)熱值的消減作用，而不受外界熱環(huán)境因素 的影響。
[0010] 所述的綠化面積是指居住區(qū)內(nèi)綠化植物的垂直投影面積（m2)。
[0011] 所述的綠化覆蓋率指綠化植物的垂直投影面積占居住區(qū)總用地面積的比值。
[0012] 所述的喬木比例是指5米W上的喬木垂直投影面積占居住區(qū)綠化面積的比例。
[0013] 所述的綠化塊狀平均面積是指連續(xù)綠地斑塊的平均面積（m2)。
[0014] 本發(fā)明W城市中屯、區(qū)域同地段的獨(dú)立小區(qū)為研究對(duì)象，利用遙感技術(shù)就居住區(qū)內(nèi) 影響熱效應(yīng)改善方面的幾個(gè)主要綠化關(guān)鍵因子進(jìn)行了分析模擬，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)溫度同步測(cè)試， 得出了較為準(zhǔn)確的模擬結(jié)果，且不受外源熱環(huán)境影響，并能根據(jù)居住區(qū)建造前的施工設(shè)計(jì) 方案，確定區(qū)域環(huán)境的熱消減值，大大增強(qiáng)了對(duì)城市居住區(qū)建成前的熱環(huán)境預(yù)評(píng)估能力。
[0015] 本發(fā)明的有益效果為：采用了航片和衛(wèi)星遙感資料提供的城市居住區(qū)綠化基本 特征值和反演溫度，通過(guò)相關(guān)性和多因素方差分析，構(gòu)建了熱效應(yīng)消減參值模型，實(shí)現(xiàn)綠化 對(duì)居住區(qū)內(nèi)人群活動(dòng)空間下的熱消減能值，并通過(guò)采用人工流動(dòng)性同步監(jiān)測(cè)法，獲取居住 區(qū)人活動(dòng)空間的溫度進(jìn)行有效驗(yàn)證，其準(zhǔn)確率達(dá)到88. 0%。本發(fā)明具有針對(duì)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn) 易、準(zhǔn)確度高，估算時(shí)不受外源熱環(huán)境影響，通過(guò)航片資料解譯或根據(jù)居住區(qū)建造前的施工 設(shè)計(jì)方案，便于確定區(qū)域環(huán)境的熱消減值，大大增強(qiáng)了對(duì)城市居住區(qū)建成前的熱環(huán)境預(yù)評(píng) 估能力。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明一實(shí)例居住區(qū)航片解譯結(jié)果
[0017] 圖2為本發(fā)明一實(shí)例居住區(qū)空間位置選擇。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0019] 本發(fā)明的原理是
[0020] 1.利用航片資料解譯，獲取居住區(qū)綠化面積、綠化覆蓋率、喬木比例、綠化斑塊平 均面積的特征參數(shù)X。（本實(shí)例用0. 25m航片資料矢量解譯獲取，WArcGIS軟件為平臺(tái)進(jìn) 行數(shù)字化）。然后獲取各個(gè)綠化項(xiàng)目的特征參數(shù)在所有小區(qū)內(nèi)的最大值y，再計(jì)算出各個(gè)綠 化項(xiàng)目對(duì)居住區(qū)降溫的權(quán)重比系數(shù)k，根據(jù)公式f=lOkx/y，得出各個(gè)綠化項(xiàng)目的各自的熱 消減值，分別為n、f2、f3、f4。
[0021] 2.熱消減總值f總二n+f化巧+f4,f總是一個(gè)由0-10之間的分值，并分成3個(gè) 等級(jí)，分別為1-4分（差）、4-7分（中）和、7-10分（優(yōu)），f總分值越高代表綠化對(duì)居住 區(qū)熱消減的能力越強(qiáng)，評(píng)價(jià)的環(huán)境條件為居住區(qū)大環(huán)境的溫度超過(guò)35攝氏度W上高溫時(shí)， 所獲取的熱消減值，僅僅表現(xiàn)為綠化對(duì)熱值的消減作用，而不受外界熱環(huán)境因素的影響。
[0022] 本發(fā)明的具體評(píng)測(cè)實(shí)施例如下：
[0023] 1、在城市同一個(gè)區(qū)域內(nèi)，選取超過(guò)200個(gè)居住區(qū)，利用0.25m航片資料矢量解譯獲 取，WArcGIS軟件為平臺(tái)進(jìn)行數(shù)字化，獲取綠化面積、綠化覆蓋率、喬木占比、綠化塊狀平 均面積。
[0024] 2、采用陸地衛(wèi)星LANDSAT-5過(guò)境影像為數(shù)據(jù)源，利用ENVI軟件進(jìn)行幾何校正獲取 亮溫值，根據(jù)個(gè)氣象站的溫度擬合，將亮溫反演成地面空間溫度。
[0025] 幾何精度保持在1個(gè)像元W內(nèi)。根據(jù)原始數(shù)據(jù)頭文件所帶的福射增益和偏移信息 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行福射定標(biāo)，采用下述公式將數(shù)據(jù)灰度計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換為福射率。 「 1 /LMAX.、…I.MIHsA
[0026] L;'、=園^ --兩方竊獻(xiàn)…寧(AL
[0027] 進(jìn)一步，采用的是如下公式將可見(jiàn)光-短波紅外通道的福射率轉(zhuǎn)換為大氣層頂反 射率，該公式考慮了日地距離、太陽(yáng)天頂角W及平均太陽(yáng)福射度。
[0028]
[0029] 而LANDSAT-5熱紅外通道則根據(jù)普朗克定律轉(zhuǎn)換為亮度溫度TB，其中K1和K2為 標(biāo)定常數(shù)，LANDSAT-5 取為K1 = 60. 776mW?cm2sr1ym1，K2 = 1260. 5服。
[0030]
[0031] 當(dāng)日上海全境天氣晴好無(wú)云，因此采用全市均勻分布的56個(gè)自動(dòng)氣象站點(diǎn)實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè)記錄的氣溫?cái)?shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)