南通大学杨柯获国家专利权
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龙图腾网获悉南通大学申请的专利一种基于旋转扫描的城市热岛足迹提取方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115077719B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210692706.3,技术领域涉及:G01J5/48;该发明授权一种基于旋转扫描的城市热岛足迹提取方法是由杨柯;周侗;陶菲;王楚玲;王子龙;韩琪乐设计研发完成,并于2022-06-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于旋转扫描的城市热岛足迹提取方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种基于旋转扫描的城市热岛足迹提取方法,首先基于多源遥感影像,分别使用单窗法和二分法反演地表温度和提取建成区;其次以建成区重心为中心,正北方向为起始方向,顺时针旋转扫描城市外一定距离的郊区,统计每1°区域内的建筑占比与水体占比。设定建筑占比阈值、水体占比阈值及合并容差,根据这三个参数筛选出用于进行温度曲线拟合的郊区。然后绘制所选区域间隔为1千米的多个缓冲环,统计每一环的平均温度,绘制温度曲线,使用指数衰减函数拟合得到热岛足迹延伸距离和背景温度。最后,根据足迹延伸距离和背景温度确定热岛足迹。该方法最大程度上减小了城市周边土地利用类型的复杂性对温度曲线的影响,从而得到更为精确的热岛足迹。
本发明授权一种基于旋转扫描的城市热岛足迹提取方法在权利要求书中公布了:1.一种基于旋转扫描的城市热岛足迹提取方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1:基于夜间灯光影像数据,使用二分法提取建成区; 步骤S2:旋转扫描城市外围一定距离的郊区,统计每1°范围内的建筑占比和水体占比; 步骤S3:设置建筑占比、水体占比阈值与合并容差,筛选出合适的郊区,并绘制出其多环缓冲区; 步骤S4:基于遥感影像数据,使用单窗算法反演地表温度; 步骤S5:统计每一环平均温度,绘制温度曲线并进行指数衰减拟合; 步骤S6:根据拟合得到的热岛延伸距离和背景温度提取热岛足迹; 所述步骤S1的具体方式为:以建成区面积统计数据为参考,通过设定初始阈值来初步二分建成区及非建成区,并对比提取面积与统计数据之间的差值,不断调整阈值直到面积与统计数据相一致,选取面积最大的建成区作为最终的城市区域; 所述步骤S2的具体方式为:以城市重心为中点,正北方向为起始方向,以1°的扫描角度顺时针扫描城市外围一定距离的郊区,并统计每1°范围内的建筑占比与水体占比; 所述步骤S3的具体方式为: S31:设置建筑占比和水体占比阈值,若超出阈值,则舍弃这一区域; S32:设置合并容差,若存在连续的舍弃区域角度小于合并容差,则将其合并到旁边的保留区域中; S33:绘制筛选出的郊区的间隔1千米的缓冲环; 所述步骤S4的具体方式为: 基于Landsat遥感影像数据,利用单窗算法,通过TOA亮度温度与地表温度之间的线性关系计算地表温度,其计算公式为: 其中,LST是地表温度,Tb是TIR通道中的TOA亮度温度,ε是同一通道的表面发射率;算法系数Ai、Bi和Ci由对10类大气柱水汽总量i=1,…,10执行的辐射传输模拟的线性回归确定; 所述步骤S5的具体方式为: S51:统计每一环的平均温度,绘制成温度曲线; S52:使用指数衰减函数拟合温度曲线,拟合公式如下: 其中,y是每一环平均地表温度,A表示热岛强度,t是指数衰减率,d为足迹的延伸距离,即建成区边界到缓冲环的距离,T0是拟合的背景温度; 所述步骤S6的具体方式为: S61:根据拟合得到的足迹延伸距离,从城市区域边界绘制缓冲区; S62:在缓冲区范围内,提取出温度大于背景温度区域; S63:将提取出的区域聚合成一个连续范围,即最终的热岛足迹。
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