本公開涉及城市生態(tài)規(guī)劃和建設(shè)，尤其涉及一種基于地表溫度的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化進程不斷加快，城市規(guī)模不斷向外擴張，森林、農(nóng)田等自然資源不斷被建筑物、不透水地面等替代，各類景觀斑塊彼此孤立、阻隔，生態(tài)服務功能不斷降低。

2、為了提高生態(tài)服務功能，重塑人與自然和諧關(guān)系，將生態(tài)規(guī)劃、綠地規(guī)劃、水資源管理等在城市規(guī)劃層面上進行結(jié)合逐漸成為研究重點，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)也在此背景下應運而生。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)將研究地區(qū)中的綠地、林地、濕地、水體等生態(tài)景觀結(jié)合起來，有助于保護城市生物多樣性、調(diào)節(jié)熱島效應、提升城市宜居水平和滿足居民日常休憩需求。

3、目前，基于生態(tài)安全格局的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建多針對省級、市級或者流域尺度，通過生態(tài)重要性分析或敏感性分析篩選源地，并利用累積阻力模型識別潛在廊道。但是在源地識別中，大多以土地利用類型作為識別依據(jù)，較少考慮人為活動對研究區(qū)土地利用所造成的影響，其次，在廊道路徑提取中，多是以傳統(tǒng)的阻力因子構(gòu)建的阻力面，缺乏對人為活動阻礙研究地區(qū)生物流動的考慮，進而影響了整個生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于地表溫度的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)，以期基于研究地區(qū)地表溫度數(shù)據(jù)進行生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，能在形成生態(tài)安全格局的同時，還考慮人為活動對構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的需求，從而能有效調(diào)節(jié)城市熱島效應，并能滿足人類宜居需求，有利于區(qū)生物流動的研究。

2、本發(fā)明為達到上述發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一種基于地表溫度的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法的特點在于，所述方法包括：

4、獲取目標地區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其中，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：地表溫度數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)和邊界數(shù)據(jù)；

5、根據(jù)所述地表溫度數(shù)據(jù)計算相對地表溫度，并基于所述相對地表溫度對所述地表溫度數(shù)據(jù)進行空間分析，得到斑塊結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)，其中，所述斑塊結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)包括：表征所述目標地區(qū)內(nèi)景觀類型和結(jié)構(gòu)的多種斑塊；

6、對所述斑塊結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)進行分析，從而在多種斑塊中確定至少一個目標斑塊，其中，所述目標斑塊是指所述目標地區(qū)內(nèi)能反應生態(tài)重要性的生態(tài)源地；

7、提取所述遙感影像數(shù)據(jù)中的土地利用要素構(gòu)建土地利用現(xiàn)狀圖，并基于所述土地利用現(xiàn)狀圖對各土地利用要素進行阻力值賦值，得到阻力面；

8、根據(jù)至少一個目標斑塊、所述阻力面和所述邊界數(shù)據(jù)，構(gòu)建所述目標地區(qū)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

9、本發(fā)明所述的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法的特點也在于，其中，所述相對地表溫度是將所述目標地區(qū)劃分為多個區(qū)域，并根據(jù)每個區(qū)域所對應的地表溫度計算得到；

10、所述斑塊結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)是按如下過程得到：

11、基于所述相對地表溫度和預設(shè)溫度閾值，在多個區(qū)域中確定地面熱島效應持續(xù)的高危區(qū)域；

12、將所述高危區(qū)域作為背景，并將多個區(qū)域中除所述高危區(qū)域之外的其余區(qū)域作為前景；

13、根據(jù)所述背景和所述前景對所述地表溫度數(shù)據(jù)進行二值化處理，得到二值化圖像；

14、基于預設(shè)邊界寬度對所述二值化圖像進行形態(tài)學空間格局分析，得到將目標地區(qū)劃分為不同斑塊的斑塊結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)。

15、進一步的，多種斑塊包括：第一類斑塊和第二類斑塊，其中，所述第一類斑塊是指前景中遠離背景像元的核心斑塊，所述第二類斑塊是指除核心斑塊外的其他過渡斑塊。

16、進一步的，所述目標斑塊是按如下過程確定：

17、從所述第一類斑塊中確定多個候選斑塊，所述候選斑塊是指前景中遠離背景像元且面積大于預設(shè)面積的斑塊；

18、根據(jù)多個候選斑塊和預設(shè)閾值進行景觀指數(shù)計算，其中，所述預設(shè)閾值包括：距離閾值和連通概率閾值；

19、將所述景觀指數(shù)作為評價指標對每個候選斑塊的重要度和連接度進行分析，確定所述每個候選斑塊內(nèi)各子區(qū)域塊的重要度指數(shù)，其中，所述重要度指數(shù)用于表征各子區(qū)域塊在所述目標地區(qū)中的重要程度；

20、確定每個候選斑塊內(nèi)各子區(qū)域塊中重要度指數(shù)大于預設(shè)指數(shù)的目標子區(qū)域塊，并將屬于同一候選斑塊的所有目標子區(qū)域塊組成的連通區(qū)域塊作為目標斑塊；

21、其中，所述目標斑塊的面積小于或等于所述候選斑塊的面積，所述目標斑塊的數(shù)量小于或等于所述候選斑塊的數(shù)量。

22、進一步的，所述根據(jù)至少一個目標斑塊、所述阻力面和所述邊界數(shù)據(jù)，構(gòu)建所述目標地區(qū)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，包括：

23、基于所述阻力面和所述目標斑塊，構(gòu)建所述目標地區(qū)內(nèi)的生態(tài)廊道，其中，所述生態(tài)廊道連接至少兩個不同的目標斑塊；

24、將所述目標地區(qū)內(nèi)至少兩條生態(tài)廊道的交匯點作為生態(tài)節(jié)點，其中，所述生態(tài)節(jié)點的數(shù)量大于或等于所述目標斑塊的數(shù)量；

25、將所述目標斑塊、所述生態(tài)廊道和所述生態(tài)節(jié)點進行空間疊加，得到空間疊加結(jié)果，并將所述空間疊加結(jié)果和所述邊界數(shù)據(jù)進行匹配，從而構(gòu)建所述目標地區(qū)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

26、進一步的，所述基于所述阻力面和所述目標斑塊，構(gòu)建出所述目標地區(qū)內(nèi)的生態(tài)廊道，包括：

27、對所述目標斑塊進行要素轉(zhuǎn)點操作，生成所述目標斑塊的生態(tài)要素點，其中，每個目標斑塊存在對應的一個生態(tài)要素點，包括：第一要素點和第二要素點；

28、根據(jù)第一要素點和第二要素點之間的點距離以及所述第一要素點的預設(shè)阻力系數(shù)，通過預先構(gòu)建的最小累積阻力模型，計算所述第一要素點的最小累積阻力值；

29、根據(jù)所述最小累積阻力值，計算所述第一要素點到所述第二要素點的成本距離，并根據(jù)所述成本距離規(guī)劃出符合預設(shè)成本要求的成本路徑；

30、基于計算得到的每個生態(tài)要素點的成本路徑，構(gòu)建出所述目標地區(qū)內(nèi)的生態(tài)廊道。

31、進一步的，所述基于計算得到的每個生態(tài)要素點的成本路徑，構(gòu)建出所述目標地區(qū)內(nèi)的生態(tài)廊道，包括：

32、基于計算得到的每個生態(tài)要素點的成本路徑，利用柵格轉(zhuǎn)折線功能構(gòu)建出多個第一廊道；

33、對多個第一廊道中重復和/或鄰近的廊道進行合并處理，得到多個第二廊道；

34、按照預設(shè)分級規(guī)則，根據(jù)每個第二廊道的走向和路程進行分級處理，確定每個第二廊道的廊道級別；

35、在多個第二廊道中確定廊道級別滿足預設(shè)級別的目標廊道，并將所述目標廊道確定為所述目標地區(qū)內(nèi)的生態(tài)廊道。

36、本發(fā)明一種基于地表溫度的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建裝置的特點在于，所述裝置包括：

37、獲取單元，用于獲取目標地區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其中，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：地表溫度數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)和邊界數(shù)據(jù)；

38、計算單元，用于根據(jù)所述地表溫度數(shù)據(jù)計算相對地表溫度，并基于所述相對地表溫度對所述地表溫度數(shù)據(jù)進行空間分析，得到斑塊結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)，其中，所述斑塊結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)包括：表征所述目標地區(qū)內(nèi)景觀類型和結(jié)構(gòu)的多種斑塊；

39、確定單元，對所述斑塊結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)進行分析，在多種斑塊中確定至少一個目標斑塊，其中，所述目標斑塊是指所述目標地區(qū)內(nèi)反應生態(tài)重要性的生態(tài)源地；

40、第一構(gòu)建單元，用于提取所述遙感影像數(shù)據(jù)中的土地利用要素，構(gòu)建土地利用現(xiàn)狀圖，并基于所述土地利用現(xiàn)狀圖對各土地利用要素進行阻力值賦值，得到阻力面；

41、第二構(gòu)建單元，用于根據(jù)至少一個目標斑塊、所述阻力面和所述邊界數(shù)據(jù)，構(gòu)建所述目標地區(qū)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

42、本發(fā)明一種電子設(shè)備，包括存儲器以及處理器的特點在于，所述存儲器用于存儲支持處理器執(zhí)行所述的基于地表溫度的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法的程序，所述處理器被配置為用于執(zhí)行所述存儲器中存儲的程序。

43、本發(fā)明一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序的特點在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的基于地表溫度的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法的步驟。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

45、1、本發(fā)明在源地的選擇上充分考慮生境連通性與人類活動對生物流通的影響，兼顧研究區(qū)生態(tài)保護和人類活動對構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的需求，相較于以往選取研究區(qū)土地利用類型作為識別源地的依據(jù)，本發(fā)明引入了地表溫度與城市熱島效應的概念，量化分析了人類活動對研究區(qū)物種流動的影響，從而減少了人類活動對構(gòu)建研究區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的影響。

46、2、本發(fā)明在篩選重要的生態(tài)源地時，引入連通性與重要性分析，計算每個源地對于整個研究區(qū)域的重要性，有助于對生態(tài)源地進行分級篩選，從而提高了研究區(qū)生態(tài)源地篩選的準確性。

47、3、本發(fā)明在構(gòu)建綜合阻力面與提取生態(tài)廊道路徑時，充分考慮人類活動所造成的區(qū)域地表溫度的異質(zhì)性，將研究區(qū)現(xiàn)狀土地利用作為影響熱流擴散的主要影響因素，相較于以往選取多種影響因子構(gòu)建綜合阻力面的方法，本發(fā)明在構(gòu)建綜合阻力面時精簡了許多影響因素，從而提高了構(gòu)建綜合阻力面的效率。

48、4、本發(fā)明針對研究區(qū)內(nèi)部復雜多樣的環(huán)境問題，選擇構(gòu)建基于研究區(qū)地表溫度數(shù)據(jù)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，充分利用了地表溫度數(shù)據(jù)定量分析人類活動對研究區(qū)物種流動的影響，從而降低了研究區(qū)周邊范圍外人類活動對研究區(qū)內(nèi)邊緣區(qū)域的影響，具有重要實踐作用。