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一种城市热岛强度的量化方法、系统、存储介质及设备

摘要

本发明涉及一种城市热岛强度的量化方法、系统、存储介质及设备,其方法包括获取目标区域的遥感影像信息并进行预处理;对预处理后的遥感影像信息进行反演计算,获取地表温度信息;根据地表温度信息对目标区域进行局部空间自相关分析;计算局部空间的相对城市热岛强度并进行ward最小方差聚类分析,确定局部空间的城市热岛强度等级。本发明通过对遥感影像进行预处理和反演计算,得到地表温度信息,并进行局部空间自相关分析,得到局部空间目标类型的地表温度信息的平均值,进而准确计算出局部空间的相对城市热岛强度及城市热岛强度等级,极大地克服了现有方法难以忽略的方法应用限制和地表温度会受周围环境的影响等问题,量化结果精确,使用范围更广。

著录项

  • 公开/公告号CN112183451A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-01-05

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 华中农业大学;

    申请/专利号CN202011103617.8

  • 申请日2020-10-15

  • 分类号G06K9/00(20060101);G06K9/62(20060101);G06N20/20(20190101);

  • 代理机构42251 武汉谦源知识产权代理事务所(普通合伙);

  • 代理人王力

  • 地址 430070 湖北省武汉市洪山区狮子山街1号华中农业大学

  • 入库时间 2023-06-19 09:27:35

说明书

技术领域

本发明涉及城市环境分析技术领域,尤其涉及一种城市热岛强度的量化方法、系统、存储介质及设备。

背景技术

随着全球城市化进程的不断推进,城市自然景观向不透水表面的转化,引起了一系列环境问题。城市热岛是最典型的环境问题之一,指市区温度高于郊区温度的一种现象,其加剧了极端气候事件,增加了能源消耗,危害了居民身体健康,增加了热相关死亡率,恶化了空气质量等。

基于遥感数据所计算的指标经常用于量化城市热岛强度,经典的方法是量化城市与郊区之间的温度差异,然而城市与乡村定义与范围的模糊极大地限制了量化城市热岛强度。几个指标也发展来量化城市热岛强度,例如城市-耕地差异(城市区域平均LST(地表温度)与耕地的温度差)、城市-其它(城市区域平均LST与所有其它区域温度差)、城市-水体差异(城市区域平均LST与水体温度差)、最大温度值与平均温度的差异等、平均值-固定阈值(像元值减去平均值之后除以平均值,根据固定阈值计算城市热岛强度)、平均值-标准差(像元值减去平均值之后除以平均值,根据标准差对城市热岛强度进行分级)。然而这些方法存在不同程度的限制。首先,研究表明,城市-水体温度差异的方法仅仅在存在大型水体有效,其它方法也存在类似的限制。其次,水体、耕地、其它区域、林地的LST与其周围自然环境紧密相关,局地范围内LST会受到周围LST强度的影响,而且林地、耕地等植物活动存在显著的季节变化,春、秋植物叶尚未完全展开或者已经凋谢,因此以上方法可能会存在春、夏、秋季低估城市热岛强度,冬季高估城市热岛等问题。最后,平均值-固定阈值法由于其城市大小、发展模式等异质性其应用也受到极大的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种城市热岛强度的量化方法、系统、存储介质及设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种城市热岛强度的量化方法,包括如下步骤:

获取目标区域的遥感影像信息,并对所述遥感影像信息进行预处理;

对预处理后的所述遥感影像信息进行反演计算,获取地表温度信息;

根据所述地表温度信息对所述目标区域进行局部空间自相关分析;

根据局部空间自相关分析的结果计算局部空间的相对城市热岛强度;

根据所述相对城市热岛强度对局部空间进行ward最小方差聚类分析,并确定每一类局部空间的城市热岛强度等级。

本发明的有益效果是:本发明的城市热岛强度的量化方法,通过对获取的遥感影像进行预处理和反演计算,得到地表温度信息,并进行局部空间自相关分析,得到局部空间目标类型的地表温度信息的平均值,进而准确计算出局部空间的相对城市热岛强度,再通过ward最小方差聚类分析,精确得到城市热岛强度等级,极大地克服了城市-水体、城市-耕地、城市-森林、城市-其它差异、平均值-固定阈值等方法难以忽略的方法应用限制性以及地表温度会受周围环境的影响等问题,量化结果精确,并且使用范围更广。

在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进:

进一步:所述对所述地表温度信息进行局部空间自相关分析具体包括如下步骤:

对所述目标区域进行划分,得到多个网格,并计算每个网格对应区域的地表温度信息的平均值;

根据所述地表温度信息对每个所述网格对应的区域进行莫兰指数显著性检验,并确定所述网格对应区域的莫兰指数是否显著;

在所述网格对应区域的莫兰指数显著时确定所述网格对应区域的所述地表温度信息的类型,并读取类型与目标类型相匹配的地表温度信息的平均值。

上述进一步方案的有益效果是:通过对所述目标区域进行划分,并针对每个网格进行显著性判断,这样即可精确找出目标类型的地表温度信息,并计算目标类型的地表温度信息的平均值,从而便于后续根据目标类型的地表温度信息的平均值对每个网格的相对城市热岛强度进行量化,极大地缓解了背景温度对绿地、水体等透水表面缓解城市热岛所带来的不确定性,得到更加精确的量化结果。

进一步:所述根据所述地表温度信息对每个所述网格对应的区域进行莫兰指数显著性检验,并确定所述网格对应区域的莫兰指数是否显著具体包括如下步骤:

根据所述地表温度信息计算所述网格对应区域的莫兰指数,具体计算公式如下:

其中,n为所述目标区域的网格个数,x

根据所述莫兰指数计算对应所述网格的莫兰指数显著性指数;

所述莫兰指数显著性指数计算公式如下:

其中,I

当所述莫兰指数的显著性指数大于或等于预设阈值时,则所述网格对应区域的所述地表温度信息显著;否则,不显著。

上述进一步方案的有益效果是:通过计算每个网格的莫兰指数及其显著性指数,可以准确判断每个网格的莫兰指数是否显著,并在莫兰指数显著的网格中快速精确筛选出对应的目标类型地表温度信息,从而得到对应目标类型的地表温度信息的平均值,大大提高了数据的处理能力。

进一步:所述确定所述地表温度信息的类型的方法为:

在所述莫兰指数大于预设莫兰指数阈值且莫兰指数的显著性指数大于预设显著性指数阈值时,确定所述地表温度信息的类型为“高-高”类型;

在所述莫兰指数大于预设莫兰指数阈值且莫兰指数的显著性指数小于预设显著性指数阈值时,确定所述地表温度信息的类型为“低-低”类型;

在所述莫兰指数小于预设莫兰指数阈值且莫兰指数的显著性指数大于预设显著性指数阈值时,确定所述地表温度信息的类型为“高-低”类型;

在所述莫兰指数小于预设莫兰指数阈值且莫兰指数的显著性指数小于预设显著性指数阈值时,确定所述地表温度信息的类型为“低-高”类型;

其中,所述目标类型为“低-低”类型。

上述进一步方案的有益效果是:通过将所述莫兰指数以及莫兰指数的显著性指数与对应的预设阈值进行比较,即可快速从莫兰指数显著的网格对应的地表温度信息中筛选出目标类型的地表温度信息,即“低-低”类型的地表温度信息,从而方便后续对每个网格进行精确的相对城市热岛强度量化。

进一步:所述根据局部空间自相关分析的结果计算局部空间的相对城市热岛强度的具体公式为:

其中,T

上述进一步方案的有益效果是:通过上述公式可以根据所述网格对应区域的地表温度准确计算出网格对一个的相对城市热岛强度,从而完成对每个网格的相对城市热岛强度的精确量化。

进一步:所述根据所述相对城市热岛强度对局部空间进行ward最小方差聚类分析,并确定每一类局部空间的城市热岛强度等级的具体方法包括:

计算每个网格对应区域的相对城市热岛强度的离差平方和,以及目标区域所有网格的相对城市热岛强度的总离差平方和;

将任意两个网格对应区域的相对城市热岛强度合并,形成样本集合,并计算所有样本集合的离差平方和;

将与所述总离差平方差值相比增幅最小的两个所述样本集合合并;

重复上述步骤,直至样本集合的数量等于预设城市热岛强度等级数量;

计算每个样本集合对应的相对城市热岛强度平均值,并根据每个样本集合的相对城市热岛强度平均值的大小一一对应确定对应的城市热岛强度等级。

上述进一步方案的有益效果是:通过采用ward最小方差聚类分析,可以将多个网格进行分类,并依次合并,使得所有网格最终分类与预设城市热岛强度等级数量相同的类型,从而与预设城市热岛强度等级一一对应确定并显示。

进一步:所述方法还包括如下步骤:

根据每一类局部空间的城市热岛强度等级对所述目标区域的相对城市热岛强度进行可视化显示。

上述进一步方案的有益效果是:通过对所述局部空间进行ward最小方差聚类分析,可以将所有局部空间进行分类,并确定对应类别的局部空间的城市热岛强度等级,方便对整个目标区域的城市热岛强度等级进行可视化显示,更加方便直观。

本发明还提供了一种城市热岛强度的量化系统,包括获取模块、反演模块、自相关分析模块和计算模块;

所述获取模块,用于获取目标区域的遥感影像信息,并对所述遥感影像信息进行预处理;

所述反演模块,用于对预处理后的所述遥感影像信息进行反演计算,获取地表温度信息,

所述自相关分析模块,用于根据所述地表温度信息对所述目标区域进行局部空间自相关分析;

所述计算模块,用于根据局部空间自相关分析的结果计算局部空间的相对城市热岛强度;

聚类分析模块,用于根据所述相对城市热岛强度对局部空间进行ward最小方差聚类分析,并确定每一类局部空间的城市热岛强度等级。

本发明的城市热岛强度的量化系统,通过对获取的遥感影像进行预处理和反演计算,得到地表温度信息,并进行局部空间自相关分析,得到局部空间目标类型的地表温度信息的平均值,进而准确计算出局部空间的相对城市热岛强度,再通过ward最小方差聚类分析,精确得到城市热岛强度等级,极大地克服了城市-水体、城市-耕地、城市-森林、城市-其它差异、平均值-固定阈值等方法难以忽略的方法应用限制性以及地表温度会受周围环境的影响等问题,量化结果精确,并且使用范围更广。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现所述的方法。

本发明还提供了一种城市热岛强度的量化设备,包括所述的存储介质和处理器,所述处理器执行所述存储介质上的计算机程序时实现所述方法的步骤。

附图说明

图1为本发明一实施例的城市热岛强度的量化方法流程示意图;

图2为本发明一实施例的反演计算得到的四季地表温度的空间分布示意图;

图3为本发明一实施例的局部空间自相关分析结果的空间分布示意图;

图4为本发明一实施例的局部空间自相关分析结果的箱型示意图;

图5为本发明一实施例的四季相对城市热岛强度的空间分布示意图;

图6为本发明一实施例的四季城市热岛强度等级的空间分布示意图;

图7为本发明一实施例的城市热岛强度的量化系统模块示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

如图1所示,一种城市热岛强度的量化方法,包括如下步骤:

S11:获取目标区域的遥感影像信息,并对所述遥感影像信息进行预处理;

S12:对预处理后的所述遥感影像信息进行反演计算,获取地表温度信息;

S13:根据所述地表温度信息对所述目标区域进行局部空间自相关分析;

S14:根据局部空间自相关分析的结果计算局部空间的相对城市热岛强度;

S15:根据所述相对城市热岛强度对局部空间进行ward最小方差聚类分析,并确定每一类局部空间的城市热岛强度等级。

本发明的城市热岛强度的量化方法,通过对获取的遥感影像进行预处理和反演计算,得到地表温度信息,并进行局部空间自相关分析,得到局部空间目标类型的地表温度信息的平均值,进而准确计算出局部空间的相对城市热岛强度,再通过ward最小方差聚类分析,精确得到城市热岛强度等级,极大地克服了城市-水体、城市-耕地、城市-森林、城市-其它差异、平均值-固定阈值等方法难以忽略的方法应用限制性以及地表温度会受周围环境的影响等问题,量化结果精确,为城市热岛的研究和分析提供基础,并且使用范围更广。

在本发明的一个或多个实施例中,所述对所述地表温度信息进行局部空间自相关分析具体包括如下步骤:

S21:对所述目标区域进行划分,得到多个网格,并计算每个网格对应区域的地表温度信息的平均值;

S22:根据所述地表温度信息对每个所述网格对应的区域进行莫兰指数显著性检验,并确定所述网格对应区域的莫兰指数是否显著;

S23:在所述网格对应区域的莫兰指数显著时确定所述网格对应区域的所述地表温度信息的类型,并读取类型与目标类型相匹配的地表温度信息的平均值。

通过对所述目标区域进行划分,并针对每个网格进行显著性判断,这样即可精确找出目标类型的地表温度信息,并计算目标类型的地表温度信息的平均值,从而便于后续根据目标类型的地表温度信息的平均值对每个网格的相对城市热岛强度进行量化,极大地缓解了背景温度对绿地、水体等透水表面缓解城市热岛所带来的不确定性,得到更加精确的量化结果。

在本发明的一个或多个实施例中,所述根据所述地表温度信息对每个所述网格对应的区域进行莫兰指数显著性检验,并确定所述网格对应区域的莫兰指数是否显著具体包括如下步骤:

S31:根据所述地表温度信息计算所述网格对应区域的莫兰指数,具体计算公式如下:

其中,n为所述目标区域的网格个数,x

S32:根据所述莫兰指数计算对应所述网格的莫兰指数显著性指数;

所述莫兰指数显著性指数计算公式如下:

其中,I

S33:当所述莫兰指数的显著性指数大于或等于预设阈值时,则所述网格对应区域的所述地表温度信息显著;否则,不显著。

通过计算每个网格的莫兰指数及其显著性指数,可以准确判断每个网格的莫兰指数是否显著,并在莫兰指数显著的网格中快速精确筛选出对应的目标类型地表温度信息,从而得到对应目标类型的地表温度信息的平均值,大大提高了数据的处理能力。

在本发明的一个或多个实施例中,所述确定所述地表温度信息的类型的方法为:

在所述莫兰指数大于预设莫兰指数阈值且莫兰指数的显著性指数大于预设显著性指数阈值时,确定所述地表温度信息的类型为“高-高”类型;

在所述莫兰指数大于预设莫兰指数阈值且莫兰指数的显著性指数小于预设显著性指数阈值时,确定所述地表温度信息的类型为“低-低”类型;

在所述莫兰指数小于预设莫兰指数阈值且莫兰指数的显著性指数大于预设显著性指数阈值时,确定所述地表温度信息的类型为“高-低”类型;

在所述莫兰指数小于预设莫兰指数阈值且莫兰指数的显著性指数小于预设显著性指数阈值时,确定所述地表温度信息的类型为“低-高”类型;

其中,所述目标类型为“低-低”类型。

通过将所述莫兰指数以及莫兰指数的显著性指数与对应的预设阈值进行比较,即可快速从莫兰指数显著的网格对应的地表温度信息中筛选出目标类型的地表温度信息,即“低-低”类型的地表温度信息,从而方便后续对每个网格进行精确的相对城市热岛强度量化。本发明的实施例中,所述预设莫兰指数阈值取0,莫兰指数的显著性指数预设显著性指数阈值也取0。

在本发明的一个或多个实施例中,所述根据局部空间自相关分析的结果计算局部空间的相对城市热岛强度的具体公式为:

其中,T

通过上述公式可以根据所述网格对应区域的地表温度准确计算出网格对一个的相对城市热岛强度,从而完成对每个网格的相对城市热岛强度的精确量化。

在本发明的一个或多个实施例中,所述根据所述相对城市热岛强度对局部空间进行ward最小方差聚类分析,并确定每一类局部空间的城市热岛强度等级的具体方法包括:

S41:计算每个网格对应区域的相对城市热岛强度的离差平方和,以及目标区域所有网格的相对城市热岛强度的总离差平方和;

每个网格对应区域的相对城市热岛强度的离差平方和的计算公式为:

目标区域所有网格的相对城市热岛强度的总离差平方和的计算公式为:

其中,

S42:将任意两个网格对应区域的相对城市热岛强度合并,形成样本集合,并计算所有样本集合的离差平方和;

S43:将与所述总离差平方差值相比增幅最小的两个所述样本集合合并;

S44:重复上述步骤S41-S43,直至样本集合的数量等于预设城市热岛强度等级数量;

S45:计算每个样本集合对应的相对城市热岛强度平均值,并根据每个样本集合的相对城市热岛强度平均值的大小一一对应确定对应的城市热岛强度等级。

通过采用ward最小方差聚类分析,可以将多个网格进行分类,并依次合并,使得所有网格最终分类与预设城市热岛强度等级数量相同的类型,从而与预设城市热岛强度等级一一对应确定并显示。

可选地,在本发明的一个或多个实施例中,所述方法还包括如下步骤:

根据每一类局部空间的城市热岛强度等级对所述目标区域的相对城市热岛强度进行可视化显示。

通过对所述局部空间进行ward最小方差聚类分析,可以将所有局部空间进行分类,并确定对应类别的局部空间的城市热岛强度等级,方便对整个目标区域的城市热岛强度等级进行可视化显示,更加方便直观。

下面,对本发明的城市热岛强度的量化进行实例分析,具体包括以下步骤:

1、在美国地质勘探局(https://earthexplorer.usgs.gov/)中选择少云、时间相近、覆盖研究区域的Landsat8遥感影像进行下载,最终选择了如下遥感影像数据:

表1遥感影像的基本信息

2、将上述遥感影像数据导入到ENVI软件中,并对遥感影像数据进行预处理,主要包括辐射定标、大气校正等;

3、在ENVI中基于劈窗算法的公式、利用波段运算工具进行反演计算,然后将反演得到的地表温度信息的结果进行无缝镶嵌,最终结果如图2所示;

4、将得到的地表温度数据导入Arcmap软件中,然后对目标区域进行划分,构建600m*600m的空间网格,通过区域分析中的“以表格显示区域统计”工具来对每个网格的地表温度进行平均值统计,然后通过“连接”功能得到地表温度的矢量数据,最后采用“局部莫兰指数”工具对每个网格的地表温度信息进行局部空间自相关分析,结果如表2所示,其局部空间自相关的空间分布图和四季局部空间自相关的箱型图分别如图3和图4所示;

表2局部空间自相关分析结果

5、基于局部空间自相关分析结果中的低-低类型,在Arcmap软件的字段计算器通过以下公式计算相对城市热岛强度:

得到,相对城市热岛强度的结果如图5所示;

6、基于相对城市热岛强度的计算结果,经过数据导入、数据的标准化、距离计算、ward最小方差聚类分析对相对城市热岛强度进行分级;

具体来说,在RStuio中应用“read.csv”函数导入数据,“scale”函数对数据进行标准化处理,“dist”函数中的“euclidean”来对相对热岛强度进行距离计算,然后基于“hclust”函数中的“ward”法将相对城市热岛强度进行分级,ward聚类分析法将离差平方和最小的划分为一类,并且让热岛类别之间的相对热岛强度离差平方和最大。

各热岛强度类别的相对城市热岛统计特征如下:

表3各热岛强度类别的相对城市热岛统计特征

7、将分级的结果导入到Arcmap中,相对城市热岛进行连接,然后在arcmap中进行可视化;热岛强度分级结果如图6所示,进一步统计了不同城市热岛分级下地表温度、相对城市热岛强度的分布特征以及不同热岛强度分级的百分比占比。

如图7所示,本发明还提供了一种城市热岛强度的量化系统,包括获取模块、反演模块、自相关分析模块、计算模块和聚类分析模块;

所述获取模块,用于获取目标区域的遥感影像信息,并对所述遥感影像信息进行预处理;

所述反演模块,用于对预处理后的所述遥感影像信息进行反演计算,获取地表温度信息,

所述自相关分析模块,用于根据所述地表温度信息对所述目标区域进行局部空间自相关分析;

所述计算模块,根据根据局部空间自相关分析的结果计算局部空间的相对城市热岛强度;

聚类分析模块,用于根据所述相对城市热岛强度对局部空间进行ward最小方差聚类分析,并确定每一类局部空间的城市热岛强度等级。

本发明的城市热岛强度的量化系统,通过对获取的遥感影像进行预处理和反演计算,得到地表温度信息,并进行局部空间自相关分析,得到局部空间目标类型的地表温度信息的平均值,进而准确计算出局部空间的相对城市热岛强度,再通过ward最小方差聚类分析,精确得到城市热岛强度等级,极大地克服了城市-水体、城市-耕地、城市-森林、城市-其它差异、平均值-固定阈值等方法难以忽略的方法应用限制性以及地表温度会受周围环境的影响等问题,量化结果精确,并且使用范围更广。

本发明的一个或多个实施例中,所述自相关分析模块根据所述地表温度信息对所述目标区域进行局部空间自相关分析的具体实现为:

对所述目标区域进行划分,得到多个网格,并计算每个网格对应区域的地表温度信息的平均值;

根据所述地表温度信息对每个所述网格对应的区域进行莫兰指数显著性检验,并确定所述网格对应区域的莫兰指数是否显著;

在所述网格对应区域的莫兰指数显著时确定所述网格对应区域的所述地表温度信息的类型,并读取类型与目标类型相匹配的地表温度信息的平均值。

通过对所述目标区域进行划分,并针对每个网格进行显著性判断,这样即可精确找出目标类型的地表温度信息,并计算目标类型的地表温度信息的平均值,从而便于后续根据目标类型的地表温度信息的平均值对每个网格的相对城市热岛强度进行量化,极大地缓解了背景温度对绿地、水体等透水表面缓解城市热岛所带来的不确定性,得到了更加精确的量化结果,得到更加精确的量化结果。

本发明的一个或多个实施例中,所述自相关分析模块根据所述地表温度信息对每个所述网格对应的区域进行莫兰指数显著性检验,并确定所述网格对应区域的莫兰指数是否显著具体包括如下步骤:

根据所述地表温度信息计算所述网格对应区域的莫兰指数,具体计算公式如下:

其中,n为所述目标区域的网格个数,x

根据所述莫兰指数计算对应所述网格的莫兰指数显著性指数;

所述莫兰指数显著性指数计算公式如下:

其中,I

当所述莫兰指数的显著性指数大于或等于预设阈值时,则所述网格对应区域的所述地表温度信息显著;否则,不显著。

通过计算每个网格的莫兰指数及其显著性指数,可以准确判断每个网格的莫兰指数是否显著,并在莫兰指数显著的网格中快速精确筛选出对应的目标类型地表温度信息,从而得到对应目标类型的地表温度信息的平均值,大大提高了数据的处理能力。

在本发明的一个或多个实施例中,所述自相关分析模块确定所述地表温度信息的类型的具体实现为:

在所述莫兰指数大于预设莫兰指数阈值且莫兰指数的显著性指数大于预设显著性指数阈值时,确定所述地表温度信息的类型为“高-高”类型;

在所述莫兰指数大于预设莫兰指数阈值且莫兰指数的显著性指数小于预设显著性指数阈值时,确定所述地表温度信息的类型为“低-低”类型;

在所述莫兰指数小于预设莫兰指数阈值且莫兰指数的显著性指数大于预设显著性指数阈值时,确定所述地表温度信息的类型为“高-低”类型;

在所述莫兰指数小于预设莫兰指数阈值且莫兰指数的显著性指数小于预设显著性指数阈值时,确定所述地表温度信息的类型为“低-高”类型;

其中,所述目标类型为“低-低”类型。

通过将所述莫兰指数以及莫兰指数的显著性指数与对应的预设阈值进行比较,即可快速从莫兰指数显著的网格对应的地表温度信息中筛选出目标类型的地表温度信息,即“低-低”类型的地表温度信息,从而方便后续对每个网格进行精确的相对城市热岛强度量化。本发明的实施例中,所述预设莫兰指数阈值取0,莫兰指数的显著性指数预设显著性指数阈值也取0。

本发明的一个或多个实施例中,所述计算模块根据局部空间自相关分析的结果计算局部空间的相对城市热岛强度的具体公式为:

其中,T

通过上述公式可以根据所述网格对应区域的地表温度准确计算出网格对一个的相对城市热岛强度,从而完成对每个网格的相对城市热岛强度的精确量化。

在本发明的一个或多个实施例中,所述根据所述相对城市热岛强度对局部空间进行ward最小方差聚类分析,并确定每一类局部空间的城市热岛强度等级的具体实现为:

计算每个网格对应区域的相对城市热岛强度的离差平方和,以及目标区域所有网格的相对城市热岛强度的总离差平方和;

将任意两个网格对应区域的相对城市热岛强度合并,形成样本集合,并计算所有样本集合的离差平方和;

将与所述总离差平方差值相比增幅最小的两个所述样本集合合并;

重复上述步骤,直至样本集合的数量等于预设城市热岛强度等级数量;

计算每个样本集合对应的相对城市热岛强度平均值,并根据每个样本集合的相对城市热岛强度平均值的大小一一对应确定对应的城市热岛强度等级。

通过采用ward最小方差聚类分析,可以将多个网格进行分类,并依次合并,使得所有网格最终分类与预设城市热岛强度等级数量相同的类型,从而与预设城市热岛强度等级一一对应确定并显示。

可选地,在本发明的一个或多个实施例中,所述城市热岛强度的量化系统还包括可视化模块;

所述可视化模块,用于根据每一类局部空间的城市热岛强度等级对所述目标区域的相对城市热岛强度进行可视化显示。

通过对所述局部空间进行ward最小方差聚类分析,可以将所有局部空间进行分类,并确定对应类别的局部空间的城市热岛强度等级,方便对整个目标区域的城市热岛强度等级进行可视化显示,更加方便直观。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现所述的方法。

本发明还提供了一种城市热岛强度的量化设备,包括所述的存储介质和处理器,所述处理器执行所述存储介质上的计算机程序时实现所述方法的步骤。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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