随着城市热岛效应日益加剧,科学评价城市热环境状态成为生态研究和城市规划的重要任务。本文介绍一套本人自主设计的城市热环境指数(UTEI,Urban Thermal Environment Index),基于多源遥感数据融合,反映城市热环境综合质量。
本文亮点:
- 原创设计的多指标综合热环境指数
- 基于Google Earth Engine实现自动化计算与可视化
- 详细代码解析,帮助读者掌握指标构建流程
- 交互式查询支持空间微观分析
一、指标设计理念
UTEI融合了四个关键生态环境指标:
| 指标 | 来源 | 生态意义 |
|---|---|---|
| NDVI(归一化植被指数) | Landsat 8 | 反映植被覆盖,有助于降低城市温度 |
| NDBI(归一化建筑指数) | Landsat 8 | 反映建筑裸地比例,热岛效应增强因素 |
| MNDWI(改进归一化水体指数) | Landsat 8 | 反映水体分布,具有降温效果 |
| LST(日夜平均地表温度) | MODIS | 直接反映热岛强度 |
设计思路:
- 植被和水体对城市降温起正面作用,因此它们是正向指标;
- 建筑裸地和高温则会提升热岛效应,因此为负向指标;
- 统一归一化后,采用等权重加权,得到0-1的综合指数,数值越大代表热环境越宜居。
二、详细代码解析
1)设置研究区及时间范围
var roi = ee.FeatureCollection("projects/ee-hllutlu2024/assets/SHANGHAI");
Map.centerObject(roi, 9);
var targetYear = 2022;
roi定义为上海市边界矢量,保证计算区域明确且空间一致。Map.centerObject用于地图聚焦,便于浏览分析区域。- 设定分析年份为2022。
2)加载 Landsat 8 影像,进行影像预处理
var L8 = ee.ImageCollection('LANDSAT/LC08/C02/T1_L2')
.filterBounds(roi)
.filterDate(targetYear + '-01-01', targetYear + '-12-31')
.filterMetadata('CLOUD_COVER', 'less_than', 10)
.median()
.clip(roi);
- 利用Landsat 8地表反射率数据,筛选覆盖目标区域的2022年影像。
- 云量小于10%,减少云干扰。
- 使用
median()方法合成年中值影像,降低异常值影响。 - 最后裁剪至研究区,提升效率。
3)计算NDVI、NDBI、MNDWI三大遥感指数
var NDVI = L8.normalizedDifference(['SR_B5', 'SR_B4']).rename('NDVI');
var NDBI = L8.normalizedDifference(['SR_B6', 'SR_B5']).rename('NDBI');

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