DB4403-T 193-2021 城市熱島效應(yīng)遙感評(píng)估技術(shù)規(guī)范-（高清現(xiàn)行）

ICS113.020.40CCSZ51

DB4403深 圳 市 地 方 標(biāo) 準(zhǔn)DB4403/T193—2021城市熱島效應(yīng)遙感評(píng)估技術(shù)規(guī)范Technicalspecificationofurbanheatislandeffectmonitoringbyremotesensing2021-10-262021-10-262021-11-01深圳市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布DB4403/T193DB4403/T193—2021DB4403/T193DB4403/T193—2021目 次前言 II引言 III范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語(yǔ)和定義 1總則 1城市熱島效應(yīng)遙感評(píng)估流程和方法 2附錄A（規(guī)范性）遙感數(shù)據(jù)地表溫度計(jì)算方法 5附錄B（規(guī)范性）地面核查規(guī)范 7附錄C（規(guī)范性）城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算方法 8參考文獻(xiàn) 9II前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由深圳市生態(tài)環(huán)境局提出并歸口。紅波、許旺、黃錫堅(jiān)、劉江、潘曉峰、明珠、余欣繁、焦敏、尹淳陽(yáng)、張志剛、戴偉強(qiáng)。IIII引 言為有效評(píng)估深圳城市熱島效應(yīng)，為治理城市生態(tài)環(huán)境提供依據(jù)和參考，特制定本文件。IIIIIIDB4403/T193DB4403/T193—2021DB4403/T193DB4403/T193—2021城市熱島效應(yīng)遙感評(píng)估技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了城市熱島效應(yīng)遙感評(píng)估的總則、流程和方法。本文件適用于深圳市的城市熱島效應(yīng)遙感評(píng)估工作。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB50137—2011城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)DZ/T0143—1994衛(wèi)星遙感圖像產(chǎn)品質(zhì)量控制規(guī)范術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1城市熱島效應(yīng)urbanheatislandeffect,UHI城市地表溫度明顯高于外圍郊區(qū)地表溫度的現(xiàn)象。3.2城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度urbanheatislandeffectintensity,UHII城市熱島效應(yīng)（3.1）的絕對(duì)強(qiáng)度值。3.3地表溫度landsurfacetemperature大氣與地表結(jié)合部的溫度狀況，地面表層的溫度。注：距地表0cm高度的溫度。3.4空間分辨率spatialresolution遙感影像上能夠識(shí)別的兩個(gè)相鄰地物的最小距離。3.5像元pixel包含空間和光譜響應(yīng)強(qiáng)度兩個(gè)變量的遙感圖像數(shù)據(jù)單元。4總則4.1原理1評(píng)估時(shí)間遙感影像獲取時(shí)間。遙感數(shù)據(jù)選擇選擇原則遙感數(shù)據(jù)的選擇符合以下原則：——使用的數(shù)據(jù)包含熱紅外波段，可通過算法反演得到地表溫度；——城市熱島區(qū)域的影像云量的覆蓋率≤10%；300m。遙感數(shù)據(jù)來(lái)源的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。主要數(shù)據(jù)來(lái)源包括但不限于HJ-1B、GaoFen和Landsat-8TIRS。5城市熱島效應(yīng)遙感評(píng)估流程和方法5.1評(píng)估流程城市熱島效應(yīng)遙感評(píng)估工作流程如圖1所示，包括以下幾個(gè)方面：——資料收集與數(shù)據(jù)處理；——地表溫度計(jì)算；——地面核查與質(zhì)量控制；的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。主要數(shù)據(jù)來(lái)源包括但不限于HJ-1B、GaoFen和Landsat-8TIRS。5城市熱島效應(yīng)遙感評(píng)估流程和方法5.1評(píng)估流程城市熱島效應(yīng)遙感評(píng)估工作流程如圖1所示，包括以下幾個(gè)方面：——資料收集與數(shù)據(jù)處理；——地表溫度計(jì)算；——地面核查與質(zhì)量控制；——城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算：——城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度評(píng)估；——影響分析。2圖1城市熱島效應(yīng)評(píng)估工作流程圖資料收集與數(shù)據(jù)處理資料收集與數(shù)據(jù)處理包括以下內(nèi)容：DZ/T0143—19943——?dú)庀筚Y料，從氣象數(shù)據(jù)庫(kù)獲??；——社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料，通過開展調(diào)研、收集相關(guān)文獻(xiàn)獲取。地表溫度計(jì)算基于輻射傳輸方程法獲取遙感地表溫度，地表溫度計(jì)算方法應(yīng)符合附錄A的規(guī)定。地面核查與質(zhì)量控制（或準(zhǔn)同步GB50137—2011第3章中對(duì)城市用地分類的規(guī)定，地面核查應(yīng)符合附錄B的規(guī)定。城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算（與水體3UI=LSTim?LSTur (1)式中：——城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度，單位為攝氏度（℃）；——（；——與水體℃。城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度評(píng)估城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度劃分如表1所示，五個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)的表述是無(wú)、弱、中等、強(qiáng)、極強(qiáng)，等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)各個(gè)區(qū)的實(shí)際狀況適當(dāng)修正。依據(jù)城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)，對(duì)城市熱島效應(yīng)進(jìn)行評(píng)估。表1城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度評(píng)估分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)單位為攝氏度熱島強(qiáng)度UI≤1.51.5＜UI≤2.52.5＜UI≤3.53.5＜UI≤4.5UI＞4.5等級(jí)無(wú)弱中等強(qiáng)極強(qiáng)影響分析變化的作用,以及對(duì)氣候變化趨勢(shì)的影響；——城市熱島效應(yīng)對(duì)城市景觀的影響，根據(jù)園林部門的數(shù)據(jù)或文獻(xiàn)資料,詳細(xì)分析城市熱島效應(yīng)對(duì)變化的作用,以及對(duì)氣候變化趨勢(shì)的影響；——城市熱島效應(yīng)對(duì)城市景觀的影響，根據(jù)園林部門的數(shù)據(jù)或文獻(xiàn)資料,詳細(xì)分析城市熱島效應(yīng)對(duì)城市綠地規(guī)劃、水環(huán)境規(guī)劃及城市能源規(guī)劃的影響；體疾病及熱舒適度的影響。4附錄A（規(guī)范性）遙感數(shù)據(jù)地表溫度計(jì)算方法亮度溫度計(jì)算輻亮度基于式（A.1）

L=a×DN+b (A.1)式中：L——W··sμm；a——（Wmsrμm；DN——熱紅外輻射信息；b——W··sμm。基于式（A.2）利用定標(biāo)系數(shù)將熱紅外輻射信息轉(zhuǎn)化為亮度溫度。Tb= K1 (A.2)式中：b——（K式中：b——（K；K——波段相關(guān)的轉(zhuǎn)換常數(shù)，單位為瓦每平方米每球面立體角每微米波長(zhǎng)（W·m·sr·μm）；-2 -1-112——（K；L——W··sμm）。地表溫度計(jì)算亮度溫度基于地表比輻射率校正為地表溫度，如式（A.3）所示。LST= Tb ?273.16 (A.3)1+(λ×Tbρ)lns式中：地表溫度，單位為攝氏度（℃）；b——（K；λ——發(fā)射波長(zhǎng)，單位為微米（μm）；ρ——轉(zhuǎn)換常量，單位為米開爾文（m·K）；·——地表比輻射率。A.2.2計(jì)算式（A.3）中轉(zhuǎn)換常量基于式（A.4）獲取。ρ=?×c (A.4)σ式中：ρ——轉(zhuǎn)換常量，單位為米開爾文（m·K）；5h——普朗克常數(shù)，單位為焦耳秒（J·s）；c——光速，單位為米每秒（m/s）；σ——玻爾茲曼常數(shù)，單位焦耳每開爾文（J/K）。地表比輻射率計(jì)算方法地表比輻射率依據(jù)歸一化植被指數(shù)計(jì)算，分為以下三種情況考慮：像元?dú)w一化植被指數(shù)小于最小閾值時(shí)，采用裸地的地表比輻射率值；像元?dú)w一化植被指數(shù)大于最大閾值時(shí)，采用植被的地表比輻射率值；像元?dú)w一化植被指數(shù)在其它情況下，認(rèn)為是裸土和植被混合區(qū)?；旌蠀^(qū)地表比輻射率反演基于式（A.5）計(jì)算混合像元的地表比輻射率值。s=svFPv1?ss+1?ss +Pvsv?ss+ss (A.5)式中：ε——混合像元地表比輻射率；εv——植被比輻射率；F——形態(tài)參數(shù)，取不同幾何分布情況下的平均值；v——εs——土壤比輻射率。式（A.5）中的植被構(gòu)成比例基于式（A.6）獲取。vP=[NDVI?NDVImin]2 (A.6)vNDVImax?NDVImin式中：v ————?dú)w一化植被指數(shù)值；n——x——6附錄B（規(guī)范性）驗(yàn)證點(diǎn)位的布設(shè)原則——每一類土地利用類型至少選擇3個(gè)樣地；——植被類型包括草地和林地；500m×500m驗(yàn)證點(diǎn)位的布設(shè)方法驗(yàn)證點(diǎn)位的布設(shè)符合以下原則：——驗(yàn)證點(diǎn)位設(shè)在能較好地反映區(qū)域熱島強(qiáng)度特點(diǎn)的地方；——四周平坦，影響源（含人工建造水體）與溫度傳感器的水平距離＞50m；——四周障礙物的影子不會(huì)投射到觀測(cè)儀器的受光面上，附近沒有反射陽(yáng)光的物體。驗(yàn)證項(xiàng)目驗(yàn)證項(xiàng)目包括地表溫度和地表比輻射率。驗(yàn)證儀器驗(yàn)證項(xiàng)目的儀器見表B.1。表B.1驗(yàn)證儀器驗(yàn)證項(xiàng)目驗(yàn)證項(xiàng)目包括地表溫度和地表比輻射率。驗(yàn)證儀器驗(yàn)證項(xiàng)目的儀器見表B.1。表B.1驗(yàn)證儀器B.4驗(yàn)證時(shí)間地面溫度觀測(cè)與遙感影像獲取時(shí)間差不超過±30分鐘。7驗(yàn)證項(xiàng)目驗(yàn)證儀器驗(yàn)證范圍驗(yàn)證精度地表溫度熱像儀-30℃～100℃±0.5℃地表比輻射率比輻射率測(cè)量?jī)x0～1±0.05附錄C（規(guī)范性）城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算方法城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算公式見式（1），基于地表覆蓋演化為式（C.1）。UI=UIvg×Arvg+UIwt×Arwt (C.1)式中：——城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度，單位為攝氏度（℃）；——℃；——（）——℃；——（）植被城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算式（C.1）中的植被城市熱島效應(yīng)強(qiáng)度基于式（C.2）獲取。UIUIvg=LSTim?LSTvg (C.2)式中：v—被城熱效強(qiáng)，位攝度（；i 透層面表度單為氏（；v 被平地表