本申请涉及城市气象监测，尤其是涉及一种应用于复杂地形的城市热岛强度计算方法及系统。
背景技术：
1、“城市热岛现象”是指城区气温比其四周郊区气温要高的现象。近20年对国内外大中城市的热岛现象的研究表明，气候条件是造成“热岛效应”的外部因素，气温、风速、风向、湿度以及云量等气象因子都不同程度地影响热岛现象的形成，较小风速、较少云量、合适的风向和湿度都是产生强热岛现象的有利气象条件。然而城市化才是导致热岛形成的最根本原因，这主要是由于城市化的发展，城区修建了大量的建筑物，加大了城区下垫面的比热，同时大量存在的建筑物也增加了城区热容量，城区较小的风速也使得城区热量不易扩散到郊区减小了城区风速；另一方面，人类频繁的生产生活活动也向城区排放了大量的热量，直接或间接地加热了城市区域的底层大气，对城市有明显的增温作用。
2、城市热岛强度通常定义为城区温度减去郊区温度，目前定义的热岛强度计算结果会出现高海拔地区一直存在“冷岛”(指某一区域温度低于其周围区域及该区域所在地的平均温度的现象)以及复杂地形地区的郊区范围难以确定的问题。因此如何定义“城区”、区分“城区”与“郊区”是研究热岛强度中非常重要一环，会直接影响到对热岛强度的计算结果。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本申请提供了一种应用于复杂地形的城市热岛强度计算方法及系统。
2、第一方面，本申请提供一种应用于复杂地形的城市热岛强度计算方法：
3、获取待评估区域对应的土地覆盖数据，基于所述土地覆盖数据，确定城区范围和郊区范围；基于城区范围内的气象观测站点，获取城区历史气象观测资料；基于所述城区历史气象观测资料利用插值方法得到城区的第一预估温度；
4、基于郊区范围内的气象观测站点，获取郊区历史气象观测资料；基于所述郊区历史气象观测资料利用插值方法得到城区的第二预估温度；
5、计算所述第一预估温度减去所述第二预估温度的差值，得到所述待评估区域对应的城市热岛强度。
6、可选地，所述确定城区范围和郊区范围包括：
7、利用所述土地覆盖数据的土地利用属性，其中所述土地利用属性包括城市用地类型和其他土地类型，将城市用地类型对应的土地区域作为所述城市范围，将其他土地类型对应的土地区域作为所述郊区范围；所述其他土地类型包括耕地、植被和水体。
8、可选地，所述插值方法包括采用基于改进的prism(parameter-elevationregressionson independent slopes model，地形参数加权回归模型)插值方法，所述改进的prism地形参数加权回归模型插值方法包括以海拔为自变量，以平均气温值为因变量，建立一元线性回归方程；根据样本与格点之间下垫面信息差异，计算每个样本的综合权重系数；利用加权最小二乘法求解回归方程系数并带入回归方程计算最终插值结果。
9、可选地，所述回归方程包括采用如下公式计算得到：
10、y＝β1x+β0(1)
11、
12、式中，x代表网格点海拔，y代表插值结果，β1和β0为方程回归系数，xi代表每个样本所在位置的海拔，yi代表每个样本的平均气温值，wi代表每个样本的综合权重系数，代表样本海拔加权平均，代表样本平均气温值加权平均。
13、可选地，所述综合权重系数基于样本的距离权重wd、高度权重wz、坡向权重wf、垂直分层权重wl、地形指数权重wt计算得到。
14、可选地，所述综合权重系数包括采用如下公式计算得到：
15、
16、式中，fd和fz分别为距离权重wd和高度权重wz各自的占比，其中fd与fz之和等于1。
17、可选地，所述样本的距离权重wd通过如下公式计算得到：
18、
19、式中，d代表样本点到插值格点的距离，rm为影响半径，a为影响阶数；
20、所述样本的高度权重wz通过如下公式计算得到：
21、
22、式中，δz为样本点与插值格点间的高度差异绝对值；δzm和δzx分别代表各样本点与插值格点间最小高度差异和最大高度差异；b为增益系数；
23、所述样本的坡向权重wf通过如下公式计算得到：
24、
25、式中，δf代表坡向差异，c为增益系数；
26、所述样本的垂直分层权重wl通过如下公式计算得到：
27、
28、式中，δl为样本点与插值格点的分层差异绝对值；
29、所述样本的地形指数权重wt通过如下公式计算得到：
30、
31、式中，δt代表样本点和插值格点间地形指数之差的绝对值，δtn和δtx分别代表最小设定阈值和最大设定阈值，z代表增益指数。
32、可选地，所述影响阶数a取值2，增益系数b取值1，增益系数c取值1，增益指数z取值2。
33、可选地，所述综合权重系数包括采用如下公式计算得到：
34、
35、式中，fd和fz分别为距离权重wd和高度权重wz各自的占比，其中fd与fz之和等于1；
36、wu表示城市用地权重，通过如下公式计算得到：
37、
38、式中，δurb代表样本点和插值格点是否为同一用地类型，若是，则δurb＝0，若否，则δurb≠0；g代表降权系数，取值为2。
39、第二方面，本申请提供一种应用于复杂地形的城市热岛强度计算系统：
40、一种应用于复杂地形的城市热岛强度计算系统，包括：
41、获取模块，用于获取待评估区域对应的土地覆盖数据；
42、土地识别模块，用于基于所述土地覆盖数据，确定城区范围和郊区范围；
43、处理模块，用于基于城区范围内的气象观测站点，获取城区历史气象观测资料；基于所述城区历史气象观测资料利用插值方法得到城区的第一预估温度；以及基于郊区范围内的气象观测站点，获取郊区历史气象观测资料；基于所述郊区历史气象观测资料利用插值方法得到城区的第二预估温度；
44、计算模块，用于计算所述第一预估温度减去所述第二预估温度的差值，得到所述待评估区域对应的城市热岛强度。
45、本申请至少包括如下有益技术效果：
46、1.城市热岛强度重新定义为已成为城区温度(利用城区观测站的气象观测资料插值的城区温度)减去未开发前城区温度(利用郊区观测站的气象观测资料插值的城区温度)，解决了目前定义的热岛强度指数计算结果会出现高海拔地区可能存在冷岛的问题，同时也解决了复杂地形郊区范围难以确定的问题。保证了城市热岛强度计算准确性。
47、2.基于prism地形参数加权回归模型改进的插值方法，相对于目前的反距离权重插值法，提升了对于复杂地形插值计算精度，提升了城市热岛强度计算准确性。
1.一种应用于复杂地形的城市热岛强度计算方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定城区范围和郊区范围包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述插值方法包括采用基于改进的prism地形参数加权回归模型插值方法，所述改进的prism地形参数加权回归模型插值方法包括以海拔为自变量，以平均气温值为因变量，建立一元线性回归方程；根据样本与格点之间下垫面信息差异，计算每个样本的综合权重系数；利用加权最小二乘法求解回归方程系数并带入回归方程计算最终插值结果。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述回归方程包括：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述综合权重系数基于样本的距离权重wd、高度权重wz、坡向权重wf、垂直分层权重wl、地形指数权重wt计算得到。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述综合权重系数包括采用如下公式计算得到：
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述样本的距离权重wd通过如下公式计算得到：
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述影响阶数a取值2，增益系数b取值1，增益系数c取值1，增益指数z取值2。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述综合权重系数包括采用如下公式计算得到：
10.一种应用于复杂地形的城市热岛强度计算系统，其特征在于，包括：
