一種城市近地面層熱環(huán)境多點(diǎn)即時(shí)取樣測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市規(guī)劃方法領(lǐng)域，尤其是一種城市近地面層熱環(huán)境多點(diǎn)即時(shí)取樣測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前城市地區(qū)熱環(huán)境測(cè)量方法沒有形成系統(tǒng)化，城市的熱島效應(yīng)研究數(shù)據(jù)的獲取上很大程度依靠人腦智力活動(dòng)?，F(xiàn)有的熱環(huán)境測(cè)量選點(diǎn)的邏輯比較簡(jiǎn)單，城市對(duì)象片區(qū)的選取基本上選擇城市的核心區(qū)；接著對(duì)城市核心區(qū)進(jìn)行選點(diǎn)測(cè)量，這一過程隨意性程度很高，通常以500米為范圍進(jìn)行布置測(cè)點(diǎn);在對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不能把控多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量，一般情況下都是人力監(jiān)測(cè)，按照整點(diǎn)自行判斷測(cè)量。而城市地區(qū)熱環(huán)境的研究對(duì)于數(shù)據(jù)本身有著很高的要求，需要更加精準(zhǔn)的確定研究對(duì)象片區(qū)，更加精準(zhǔn)的確定測(cè)點(diǎn)，更加精準(zhǔn)的多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量取樣，這樣的數(shù)據(jù)要求目前現(xiàn)有的測(cè)量方法很難達(dá)到。另外一種對(duì)城市熱環(huán)境的測(cè)量方法上是用衛(wèi)星遙感解譯，但是衛(wèi)星遙感解譯的熱環(huán)境識(shí)別中僅有城市冠層溫度，而城市空間非常復(fù)雜，百米高度以上的冠層溫度與城市中人群真實(shí)感受差異極大，不能用這種方法來(lái)獲取城市近地面層熱環(huán)境。
[0003]靠人腦智力活動(dòng)來(lái)判斷研究對(duì)象片區(qū)，用缺乏客觀的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的方法確定測(cè)點(diǎn)，以及不能保證多點(diǎn)即時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)是現(xiàn)有的測(cè)量方法。以上測(cè)量方法有如下幾方面缺點(diǎn):
[0004]①?gòu)难芯繉?duì)象片區(qū)的選擇角度來(lái)說，現(xiàn)有技術(shù)主要依賴操作人員的主觀判斷，不考慮城市的復(fù)雜性，一概而論的選擇城市核心區(qū)為研究對(duì)象，使得選擇的測(cè)量點(diǎn)無(wú)法充分反映整個(gè)測(cè)量區(qū)域的近地面熱環(huán)境的實(shí)際情況。
[0005]②從對(duì)象片區(qū)測(cè)點(diǎn)的布置角度來(lái)說，現(xiàn)有技術(shù)以500米為范圍進(jìn)行布置測(cè)點(diǎn)，這一理由缺乏客觀的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，沒有考慮其它測(cè)點(diǎn)選擇的影響因素，測(cè)點(diǎn)的選取缺乏代表性。
[0006]③從測(cè)點(diǎn)同時(shí)測(cè)量的過程角度來(lái)說，現(xiàn)有技術(shù)以人力監(jiān)測(cè)，無(wú)法做到多點(diǎn)即時(shí)自動(dòng)測(cè)量，很多時(shí)候由于突發(fā)事情以及人本身不可控因素，導(dǎo)致測(cè)量過程中無(wú)法同時(shí)測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種城市近地面層熱環(huán)境多點(diǎn)即時(shí)取樣測(cè)量方法。
[0008]技術(shù)方案:本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:一種城市近地面層熱環(huán)境多點(diǎn)即時(shí)取樣測(cè)量方法，包括:
[0009]步驟(I)根據(jù)分析需求選取測(cè)量區(qū)域，并在測(cè)量區(qū)域內(nèi)布置測(cè)點(diǎn)，包括:
[0010](1-1)基于城市衛(wèi)星地圖和主要行道樹數(shù)據(jù)構(gòu)建測(cè)量區(qū)域的三維建筑模型；所述三維建筑模型包括測(cè)量區(qū)域經(jīng)瑋度、建筑平面、建筑高度、行道樹平面和行道樹高度；
[0011](1-2)利用日照軟件對(duì)三維建筑模型進(jìn)行日照分析，生成反映測(cè)量區(qū)域內(nèi)經(jīng)瑋度坐標(biāo)與平均日照時(shí)長(zhǎng)關(guān)系的日照分析模型；
[0012](1-3)根據(jù)測(cè)量區(qū)域下墊面種類對(duì)日照分析模型進(jìn)行分區(qū)處理，以平均日照時(shí)長(zhǎng)為軸以采樣間隔At對(duì)日照分析圖中的各分區(qū)進(jìn)行采樣并得到若干采樣區(qū)域;所述下墊面種類包括綠地、淺色硬地和深色硬地；
[0013](1-4)設(shè)測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)為N，將N個(gè)測(cè)量點(diǎn)等密度均勻布設(shè)于每個(gè)采樣區(qū)域并通過日照軟件拾取每個(gè)測(cè)點(diǎn)的經(jīng)瑋度坐標(biāo)；
[0014]步驟(2)獲取測(cè)點(diǎn)的熱環(huán)境特征數(shù)據(jù):根據(jù)測(cè)點(diǎn)經(jīng)瑋度坐標(biāo)在每個(gè)測(cè)點(diǎn)布設(shè)采樣裝置，獲取對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的熱環(huán)境特征數(shù)據(jù)，每個(gè)采樣裝置的采樣起始時(shí)間、采樣持續(xù)時(shí)長(zhǎng)、采樣間隔時(shí)間和采樣高度均相同；所述熱環(huán)境特征數(shù)據(jù)包括空氣溫度、空氣濕度、地表溫度、地表濕度、空氣相對(duì)溫度、空氣相對(duì)濕度以及風(fēng)速。
[0015]進(jìn)一步的，所述步驟(1-1)中構(gòu)建測(cè)量區(qū)域的三維建筑模型包括步驟:
[0016]a.在城市衛(wèi)星地圖中截取測(cè)量區(qū)域的衛(wèi)星地圖作為三維建筑模型的衛(wèi)星地圖建筑底層平面；
[0017]b.通過繪圖軟件把衛(wèi)星地圖建筑底層平面繪制成多段線閉合面圖層，錄入建筑層高度形成建筑層高圖層;將城市道路行道樹繪制成圓形植被圖層；
[0018]c.根據(jù)衛(wèi)星地圖建筑底層、建筑層高圖層和圓形植被圖層合成三維建筑模型。
[0019]進(jìn)一步的，所述步驟(2)中采樣起始時(shí)間為8:00，采樣持續(xù)時(shí)長(zhǎng)為8小時(shí)，采樣間隔時(shí)間為I小時(shí)。
[0020]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明從研究區(qū)域的選擇、測(cè)點(diǎn)的布置以及各測(cè)點(diǎn)同時(shí)測(cè)量三個(gè)方面對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做了改進(jìn)，使得采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量結(jié)果具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021]1、更合理:本發(fā)明在城市研究對(duì)象片區(qū)的選擇上避免了經(jīng)驗(yàn)主義，從城市的總體氣象情況著手分析是否適合研究熱島效應(yīng)，同時(shí)從一天的數(shù)據(jù)分析確定了研究對(duì)象片區(qū)。同時(shí)選擇測(cè)點(diǎn)時(shí)也避免了簡(jiǎn)單的劃分，而是通過日照分析與下墊面的種類進(jìn)行結(jié)合分類，將測(cè)點(diǎn)平均分配，避免了簡(jiǎn)單劃分帶來(lái)的不良影響。
[0022]2、更高效:本發(fā)明解決了由于現(xiàn)有技術(shù)所需大量人力實(shí)測(cè)的困境，而且解決了由于人員本身所具有的不可控因素帶來(lái)的影響，整個(gè)測(cè)量過程更加的高效便捷，可操作性強(qiáng)，能夠滿足各種天氣下的測(cè)量需求。
[0023]3、更準(zhǔn)確:本發(fā)明創(chuàng)新性的解決了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)誤差大的現(xiàn)狀，現(xiàn)有技術(shù)在用人力測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，往往由于各種情況出現(xiàn)所測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)高度不達(dá)標(biāo)，儀器操作不同步等種種弊端。本發(fā)明歲使用的熱環(huán)境輔助測(cè)量設(shè)備所測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，更能滿足研究需求。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的流程圖；
[0025]圖2為實(shí)施例中確定測(cè)點(diǎn)取樣面板數(shù)據(jù)圖；
[0026]圖3為實(shí)施例中新街口熱環(huán)境研究對(duì)象片區(qū)圖；
[0027]圖4為實(shí)施例中新街口日照分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0029]如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的流程圖，該流程包括步驟:
[0030]步驟(I)根據(jù)分析需求選取測(cè)量區(qū)域，并在測(cè)量區(qū)域內(nèi)布置測(cè)點(diǎn)，包括:
[0031](1-1)基于城市衛(wèi)星地圖和主要行道樹數(shù)據(jù)構(gòu)建測(cè)量區(qū)域的三維建筑模型；所述三維建筑模型包括測(cè)量區(qū)域經(jīng)瑋度、建筑平面、建筑高度、行道樹平面和行道樹高度；
[0032](1-2)利用日照軟件對(duì)三維建筑模型進(jìn)行日照分析，生成反映測(cè)量區(qū)域內(nèi)經(jīng)瑋度坐標(biāo)與平均日照時(shí)長(zhǎng)關(guān)系的日照分析模型；
[0033](1-3)根據(jù)測(cè)量區(qū)域下墊面種類對(duì)日照分析模型進(jìn)行分區(qū)處理，以平均日照時(shí)長(zhǎng)為軸以采樣間隔At對(duì)日照分析圖中的各分區(qū)進(jìn)行采樣并得到若干采樣區(qū)域;所述下墊面種類包括綠地、淺色硬地和深色硬地；
[0034](1-4)設(shè)測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)為N，將N個(gè)測(cè)量點(diǎn)等密度均勻布設(shè)于每個(gè)采樣區(qū)域并通過日照軟件拾取每個(gè)測(cè)點(diǎn)的經(jīng)瑋度坐標(biāo)；
[0035]步驟(2)獲取測(cè)點(diǎn)的熱環(huán)境特征數(shù)據(jù):根據(jù)測(cè)點(diǎn)經(jīng)瑋度坐標(biāo)在每個(gè)測(cè)點(diǎn)布設(shè)采樣裝置，獲取對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的熱環(huán)境特征數(shù)據(jù)，每個(gè)采樣裝置的采樣起始時(shí)間、采樣持續(xù)時(shí)長(zhǎng)、采樣間隔時(shí)間和采樣高度均相同；所述熱環(huán)境特征數(shù)據(jù)包括空氣溫度、空氣濕度、地表溫度、地表濕度、空氣相對(duì)溫度、空氣相對(duì)濕度以及風(fēng)速。
[0036]實(shí)施例:以下將結(jié)合南京城市近地面層熱環(huán)境多點(diǎn)即時(shí)取樣測(cè)量過程和附圖來(lái)詳細(xì)地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，如圖2至圖4所示。
[0037]I)確定研究對(duì)象片區(qū)
[0038]先把南京城市氣象數(shù)據(jù)(依托城市氣象局、城市氣象研究所既有數(shù)據(jù))用EC0TECTWEATHER TOOL軟件打開，使用ECOTECT WEATHER TOOL軟件的MONTHLY DATA(逐月數(shù)