CN115860517A

CN115860517A - 一种基于地理计算语言的生态环境质量评价方法及产品

Info

Publication number: CN115860517A
Application number: CN202211423946.XA
Authority: CN
Inventors: 周文生
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2022-11-15
Filing date: 2022-11-15
Publication date: 2023-03-28
Anticipated expiration: 2042-11-15
Also published as: CN115860517B

Abstract

本申请实施例涉及GIS领域，公开了一种基于地理计算语言的生态环境质量评价方法及产品，包括：调用栅格计算器关键词对不同波段的栅格图层进行辐射定标，然后计算生态环境质量子指标，所述生态环境质量子指标包括湿度图层、绿度图层、干度图层以及热度图层；调用归一化关键词、栅格叠置分析关键词对生态环境质量子指标进行处理和分析，再调用专题制图输出关键词输出生态环境质量评价结果。本申请的方法在普通文档中整合了生态环境质量评价的描述性表达和计算性表达。该方法可以使无编程基础的用户基于地理计算语言构建生态环境质量评价的分析系统，从而提升生态环境质量评价的效率和质量。

Description

一种基于地理计算语言的生态环境质量评价方法及产品

技术领域

本申请实施例涉及GIS领域，具体而言，涉及一种基于地理计算语言的生态环境质量评价方法及产品。

背景技术

地理计算语言(即G语言)是应用于地理计算过程中，来描述地理分析模型的一种程序语言形式，通过地理计算语言实现对地理分析进行程序化的表达，便于计算机进行地理计算。例如，“文档即系统”(Document As System，DAS)是一种应用地理计算语言的全新地理计算模式，该技术通过对常规的文本文档处理环境下，对地理分析模型采用地理计算语言进行描述，生成DAS智能文档，然后由DAS智能文档驱动后台的GIS系统(例如ArcGIS、QGIS等)即可完成地理计算，大大降低了DIS应用的技术门槛，提高了GIS应用系统的开发效率。

其中，在地理分析过程中经常需要生态环境质量进行评价。生态环境质量评价就是根据特定的目的，选择具有代表性、可比性、可操作性的评价指标和方法，对生态环境质量的优劣程度进行定性或定量的分析和判别。然而，一方面现有的生态环境评价模型基本都为描述性的，无法与模型计算相结合；另一方面，现有的生态环境评价模型仍需通过手工或编程的方法实现，而手工操作的方法其效率和分析成果的质量均较低，编程的方法需要有一定编程能力，增加了用户的使用负担，降低了工作效率。因此，如何将模型描述和模型计算进行结合，同时提升生态环境质量评价的效率，成为当前亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例在于提供一种基于地理计算语言的生态环境质量评价方法及产品，旨在解决将模型描述和模型计算进行结合的同时提升生态环境质量评价的效率问题。

本申请实施例第一方面提供一种基于地理计算语言的生态环境质量评价方法，应用于地理计算系统，包括：

调用栅格计算器关键词，对生态环境质量评价输入表中的不同波段的栅格图层进行辐射定标，得到不同波段的辐射定标后的栅格图层；

调用栅格计算器关键词，根据所述不同波段的辐射定标后的栅格图层计算生态环境质量子指标，所述生态环境质量子指标包括湿度图层、绿度图层、干度图层以及热度图层；

调用归一化关键词对所述生态环境质量子指标进行正向归一化处理，得到归一化的生态环境质量子指标；调用栅格叠置分析关键词中的主成分分析方法对所述归一化的生态环境质量子指标进行主成分分析得到第一主成分图层，将所述第一主成分图层作为生态环境质量栅格图层；调用重分类关键词对所述生态环境质量栅格图层进行重分析，得到生态环境质量分级栅格图层；

调用数据处理输出关键词系列，对所述生态环境质量分级栅格图层进行处理，输出生态环境质量评价结果。

可选地，对生态环境质量评价输入表中的不同波段的栅格图层进行辐射定标，得到不同波段的辐射定标后的栅格图层，包括：

获取所述生态环境质量评价输入表中的不同波段的栅格图层和针对辐射校正的变量数据；

按照所述针对辐射校正的变量数据对辐射校正公式中的校正常数进行赋值，得到赋值后的辐射校正公式；

按照所述赋值后的辐射校正公式对所述不同波段的栅格图层进行处理，得到所述不同波段的辐射定标后的栅格图层。

可选地，根据所述不同波段的辐射定标后的栅格数据计算生态环境质量子指标，包括：

获取所述生态环境质量评价输入表中的针对湿度计算的变量数据，以及，获取所有波段的辐射定标后的栅格图层；

按照所述针对湿度计算的变量数据对湿度计算公式中的不同波段的系数进行赋值，得到赋值后的湿度计算公式；

按照所述赋值后的湿度计算公式对所述所有波段的辐射定标后的栅格图层进行处理，得到湿度图层。

可选地，在得到湿度图层之后，包括：

按照绿度计算公式对红波段的辐射定标后的栅格图层和近红外波段的辐射定标后的栅格图层进行处理，得到绿度图层；

按照干度计算公式对蓝波段的辐射定标后的栅格图层、绿波段的辐射定标后的栅格图层、所述红波段的辐射定标后的栅格图层、所述近红外波段的辐射定标后的栅格图层和短波红外波段的辐射定标后的栅格图层进行处理，得到干度图层；

按照热度计算公式对所述绿度图层和所述绿波段的辐射定标后的栅格图层进行处理，得到热度图层；

将所述湿度图层、所述绿度图层、所述干度图层以及所述热度图层组成所述生态环境质量子指标。

可选地，调用数据处理输出关键词系列，对所述生态环境质量分级栅格图层进行处理，输出生态环境质量评价结果，包括：

调用专题制图关键词根据所述生态环境质量分级栅格图层进行专题制图，得到生态环境质量分级图，调用插入图片关键词将所述生态环境质量分级图插入第一表格中；

调用统计分析关键词根据所述生态环境质量分级栅格图层进行统计分析并输出至第二表格中，得到统计数据表；

调用表格关键词筛选所述统计数据表中的数据输出至第三表格中制作统计图，并根据所述第三表格的数据源对所述统计图进行数据更新。

本申请实施例第二方面提供一种基于地理计算语言的生态环境质量评价装置，应用于地理计算系统，包括：

辐射定标模块，用于调用栅格计算器关键词，对生态环境质量评价输入表中的不同波段的栅格图层进行辐射定标，得到不同波段的辐射定标后的栅格图层；

子指标计算模块，用于调用栅格计算器关键词，根据所述不同波段的辐射定标后的栅格图层计算生态环境质量子指标，所述生态环境质量子指标包括湿度图层、绿度图层、干度图层以及热度图层；

数据处理模块，用于调用归一化关键词对所述生态环境质量子指标进行正向归一化处理，得到归一化的生态环境质量子指标；调用栅格叠置分析关键词中的主成分分析方法对所述归一化的生态环境质量子指标进行主成分分析得到第一主成分图层，将所述第一主成分图层作为生态环境质量栅格图层；调用重分类关键词对所述生态环境质量栅格图层进行重分析，得到生态环境质量分级栅格图层；

结果输出模块，用于调用数据处理输出关键词系列，对所述生态环境质量分级栅格图层进行处理，输出生态环境质量评价结果。

其中，所述辐射定标模块，包括：

第一数据获取子模块，用于获取所述生态环境质量评价输入表中的不同波段的栅格图层和针对辐射校正的变量数据；

第一赋值子模块，用于按照所述针对辐射校正的变量数据对辐射校正公式中的校正常数进行赋值，得到赋值后的辐射校正公式；

辐射校正子模块，用于按照所述赋值后的辐射校正公式对所述不同波段的栅格图层进行处理，得到所述不同波段的辐射定标后的栅格图层。

所述子指标计算模块，包括：

第二数据获取子模块，用于获取所述生态环境质量评价输入表中的针对湿度计算的变量数据，以及，获取所有波段的辐射定标后的栅格图层；

第二赋值子模块，用于按照所述针对湿度计算的变量数据对湿度计算公式中的不同波段的系数进行赋值，得到赋值后的湿度计算公式；

湿度计算子模块，用于按照所述赋值后的湿度计算公式对所述所有波段的辐射定标后的栅格图层进行处理，得到湿度图层。

在得到湿度图层之后，所述子指标计算模块，还包括：

绿度计算子模块，用于按照绿度计算公式对红波段的辐射定标后的栅格图层和近红外波段的辐射定标后的栅格图层进行处理，得到绿度图层；

干度计算子模块，用于按照干度计算公式对蓝波段的辐射定标后的栅格图层、绿波段的辐射定标后的栅格图层、所述红波段的辐射定标后的栅格图层、所述近红外波段的辐射定标后的栅格图层和短波红外波段的辐射定标后的栅格图层进行处理，得到干度图层；

热度计算子模块，用于按照热度计算公式对所述绿度图层和所述绿波段的辐射定标后的栅格图层进行处理，得到热度图层；

组合子模块，用于将所述湿度图层、所述绿度图层、所述干度图层以及所述热度图层组成所述生态环境质量子指标。

其中，所述结果输出模块，包括：

专题制图子模块，用于调用专题制图关键词根据所述生态环境质量分级栅格图层进行专题制图，得到生态环境质量分级图，调用插入图片关键词将所述生态环境质量分级图插入第一表格中；

统计分析子模块，用于调用统计分析关键词根据所述生态环境质量分级栅格图层进行统计分析并输出至第二表格中，得到统计数据表；

统计图子模块，用于调用表格关键词筛选所述统计数据表中的数据输出至第三表格中制作统计图，并根据所述第三表格的数据源对所述统计图进行数据更新。

本申请实施例第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现第一方面中任一所述的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法中的步骤。

本申请实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现第一方面中任一所述的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法中的步骤。

本申请实施例第五方面提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现第一方面中任一所述的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法中的步骤。

有益效果：

本申请提供一种基于地理计算语言的生态环境质量评价方法及产品，包括：调用栅格计算器关键词，对生态环境质量评价输入表中的不同波段的栅格图层进行辐射定标，得到不同波段的辐射定标后的栅格图层；调用栅格计算器关键词，根据所述不同波段的辐射定标后的栅格图层计算生态环境质量子指标，所述生态环境质量子指标包括湿度图层、绿度图层、干度图层以及热度图层；调用归一化关键词对所述生态环境质量子指标进行正向归一化处理，得到归一化的生态环境质量子指标；调用栅格叠置分析关键词中的主成分分析方法对所述归一化的生态环境质量子指标进行主成分分析得到第一主成分图层，将所述第一主成分图层作为生态环境质量栅格图层；调用重分类关键词对所述生态环境质量栅格图层进行重分析，得到生态环境质量分级栅格图层；调用数据处理输出关键词系列，对所述生态环境质量分级栅格图层进行处理，输出生态环境质量评价结果。本申请的方法通过地理计算系统中各种关键词实现对生态环境质量评价过程的计算性表达，整合了生态环境质量评价的描述和计算过程；同时，基于G语言可以使无编程基础的用户完成生态环境质量评价结果的自动输出，降低了用户的使用负担，提升了生态环境质量评价的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提出的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法流程图；

图2是本申请一实施例提出的生态环境质量评价描述性表达流程图；

图3是本申请一实施例提出的生态环境质量分级专题示例图；

图4是本申请一实施例提出的根据生态环境质量分级栅格图层分析制作的统计图；

图5是本申请一实施例提出的基于地理计算语言的生态环境质量评价装置示意图；

图6是本申请一实施例提出的电子设备示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在地理分析过程中经常需要生态环境质量进行评价。生态环境质量评价就是根据特定的目的，选择具有代表性、可比性、可操作性的评价指标和方法，对生态环境质量的优劣程度进行定性或定量的分析和判别。

相关技术中，现有的生态环境评价模型基本都为描述性的，无法与模型计算相结合，而且现有的生态环境评价模型仍需通过手工或编程的方法实现，而手工操作的方法其效率和分析成果的质量均较低，编程的方法需要有一定编程能力，增加了用户的使用负担，降低了工作效率。

有鉴于此，本申请实施例提出一种基于地理计算语言的生态环境质量评价方法，应用于地理计算系统，图1示出了基于地理计算语言的生态环境质量评价方法流程图，如图1所示，包括如下步骤：

S101、调用栅格计算器关键词，对生态环境质量评价输入表中的不同波段的栅格图层进行辐射定标，得到不同波段的辐射定标后的栅格图层。

S102、调用栅格计算器关键词，根据所述不同波段的辐射定标后的栅格图层计算生态环境质量子指标。

调用栅格计算器关键词，根据所述不同波段的辐射定标后的栅格图层计算生态环境质量子指标，所述生态环境质量子指标包括湿度图层、绿度图层、干度图层以及热度图层。

S103、调用归一化关键词对生态环境质量子指标进行正向归一化处理，得到归一化的生态环境质量子指标；调用栅格叠置分析关键词中的主成分分析方法对归一化的生态环境质量子指标进行主成分分析得到第一主成分图层，将第一主成分图层作为生态环境质量栅格图层；调用重分类关键词对生态环境质量栅格图层进行重分析，得到生态环境质量分级栅格图层。

S104、调用数据处理输出关键词系列，对所述生态环境质量分级栅格图层进行处理，输出生态环境质量评价结果。

具体实施步骤S101之前，首先获取生态环境质量评价输入表，本申请实施例的方法中生态环境质量评价输入表采用Landsat 8数据，包含了六个不同波段的栅格图层以及变量数据，表1示出了生态环境质量评价输入示例表，如表1所示，生态环境质量评价表中的数据包括不同波段的数据所在的栅格图层B₁、B₂、B₃、B₄、B₅、B₆以及变量数据，其中，B₁为蓝波段的栅格图层，B₂为绿波段的栅格图层，B₃为红波段的栅格图层，B₄为近红外波段的栅格图层，B₅为短波红外波段的栅格图层，B₆为热红外波段的栅格图层，变量数据包括针对辐射校正的变量数据以及针对湿度计算的变量数据。

表1生态环境质量评价输入示例表

在获取到上述生态环境质量评价输入表的数据之后，按照生态环境质量评价流程进行描述性表达，图2示出了生态环境质量评价描述性表达流程图。以描述性表达为基准，调用对应的地理计算系统的关键词执行上述步骤S101-S104，进行计算型表达，输出对应的结果。需要说明的是，下面对于S101-S104的阐述结合了描述性表达过程和计算型表达的过程，地理计算系统获取的智能文档结合了描述性表达和计算型表达。具体而言，需要先执行步骤S101，对表中的数据进行辐射定标来校正不同波段的栅格图层，得到的不同波段的栅格图层用于后续生态环境质量子指标的计算。

具体执行步骤S101时，对辐射定标过程进行描述性表达，对生态环境质量评价输入表中不同波段的栅格图层B₁、B₂、B₃、B₄、B₅、B₆采用辐射校正公式进行辐射定标，分别得到不同波段的辐射定标后的栅格图层B₁R、B₂R、B₃R、B₄R、B₅R以及B₆R，其中，辐射校正公式具体如下：

L＝gain·DN+bias

式中，DN为不同波段的象元灰度值，gain和bias分别为各波段的增益值和偏置值，L为所处的波段对应的象元在传感器处的辐射值。

在确定了辐射定标的描述性表达后，按照上述描述性表达体现的过程执行步骤S101，基于地理计算系统进行计算型表达。首先调用地理计算系统中的栅格计算器关键词，在栅格计算器关键词的操作下从所述生态环境质量评价输入表中获取不同波段的栅格图层B₁、B₂、B₃、B₄、B₅、B₆以及针对辐射校正的变量数据，该针对辐射校正的变量数据为这六个不同波段分别对应的辐射校正公式中的加常数bias和乘常数gain；随后将每个波段对应的辐射校正公式中的加常数bias和乘常数gain作为一组校正常数对辐射校正公式进行赋值，得到不同波段对应的赋值后的辐射校正公式。

将每个波段的栅格图层代入对应的赋值后的辐射校正公式的象元灰度值DN中，按照所述赋值后的辐射校正公式对所述不同波段的栅格图层进行处理，得到不同波段的辐射定标后的栅格图层B₁R、B₂R、B₃R、B₄R、B₅R以及B₆R。

例如，调用栅格计算器关键词获取生态环境质量评价输入表中蓝波段的栅格图层B₁以及蓝波段对应的辐射校正公式中的加常数bias和乘常数gain，然后将蓝波段对应的辐射校正公式中的加常数bias和乘常数gain赋值到辐射校正公式中，得到对应蓝波段的赋值后的辐射校正公式。将蓝波段的栅格图层B₁代入对应蓝波段的赋值后的辐射校正公式的象元灰度值DN，计算得到蓝波段的象元在传感器处的辐射值L₁，将该辐射值L₁存入蓝波段的辐射定标后的栅格图层B₁R中。

至此完成了对于生态环境质量评价输入表中不同波段的栅格图层的辐射定标，该经过辐射定标后的栅格图层可以用于后续S102步骤中生态环境质量子指标的计算。

具体执行步骤S102时，调用栅格计算器关键词，根据所述不同波段的辐射定标后的栅格图层计算生态环境质量子指标，所述生态环境质量子指标包括湿度图层、绿度图层、干度图层以及热度图层。

首先基于不同波段的辐射定标后的栅格图层，计算湿度图层。将所有波段的辐射定标后的栅格图层分别代入湿度计算公式中，计算得到湿度，其中湿度计算公式如下：

WET＝a₁b₁+a₂b₂+a₃b₃+a₄b₄-a₅b₅-a₆b₆

其中，a₁,a₂,a₃,a₄,a₅,a₆为湿度计算系数，b₁,b₂,b₃,b₄,b₅,b₆为不同波段的象元灰度值，WET为湿度。

具体实施时，首先调用栅格计算器关键词获取所述生态环境质量评价输入表中的针对湿度计算的变量数据，本申请实施例中的针对湿度计算的变量数据采用a₁＝0.0315,a₂＝0.2021,a₃＝0.3102,a₄＝0.1594,a₅＝0.6806,a₆＝0.6109；同时获取所有波段的辐射定标后的栅格图层B₁R、B₂R、B₃R、B₄R、B₅R以及B₆R；随后将按照所述针对湿度计算的变量数据作为湿度计算系数对上述描述性表达中的湿度计算公式中的不同波段的系数进行赋值，得到赋值后的湿度计算公式；最后将所有波段的辐射定标后的栅格图层B₁R、B₂R、B₃R、B₄R、B₅R以及B₆R作为不同波段的象元灰度值代入赋值后的湿度计算公式中，按照所述赋值后的湿度计算公式对所述所有波段的辐射定标后的栅格图层进行处理，得到湿度WET存入湿度图层中，具体如下公式：

WET＝0.0315B₁R+0.2021B₂R+0.3102B₃R+0.1594B₄R-0.6806B₅R-0.6109B₆R

在得到了生态环境质量子指标中的湿度图层之后，计算得到绿度图层。将红波段的辐射定标后的栅格图层和近红外波段的辐射定标后的栅格图层分别代入绿度计算公式中，计算得到绿度，其中绿度计算公式如下：

其中，NDVI为绿度，b₃为红波段的象元灰度值，b₄为近红外波段的象元灰度值。

具体实施时，调用栅格计算器关键词分别获取红波段的辐射定标后的栅格图层B₃R以及近红外波段的辐射定标后的栅格图层B₄R，将红波段的辐射定标后的栅格图层B₃R作为红波段的象元灰度值，近红外波段的辐射定标后的栅格图层B₄R作为近红外波段的象元灰度值代入绿度计算公式中，对所述红波段和近红外波段的数据的辐射定标后的栅格图层进行处理，得到绿度NDVI存入绿度图层中。

然后计算得到生态环境质量子指标中的干度，首先将蓝波段、红波段、近红外波段和短波红外波段的象元灰度值代入裸土指数SI计算公式中计算裸土指数SI，SI计算公式如下：

其中，SI为裸土指数，b₁,b₃,b₄,b₅分别为蓝波段、红波段、近红外波段和短波红外波段的象元灰度值。

再将绿波段、红波段、近红外波段和短波红外波段的象元灰度值代入建筑指数IBI计算公式中计算建筑指数IBI，IBI计算公式如下：

其中，IBI为建筑指数，b₂,b₃,b₄,b₅分别为绿波段、红波段、近红外波段和短波红外波段的象元灰度值。

最后再对SI和IBI通过干度计算公式进行计算，得到干度，干度计算公式如下：

其中，SI为裸土指数，IBI为建筑指数，NDSI为干度。

具体实施时，调用栅格计算器关键词分别获取蓝波段、红波段、近红外波段和短波红外波段的辐射定标后的栅格图层B₁R、B₃R、B₄R、B₅R；将蓝波段、红波段、近红外波段和短波红外波段的辐射定标后的栅格图层B₁R、B₃R、B₄R、B₅R作为对应的象元灰度值代入上述裸土指数计算公式计算裸土指数SI，将计算得到的裸土指数SI存入裸土指数栅格图层中。

随后继续调用栅格计算器关键词，分别获取绿波段、红波段、近红外波段和短波红外波段的辐射定标后的栅格图层B₂R、B₃R、B₄R、B₅R；将绿波段、红波段、近红外波段和短波红外波段的辐射定标后的栅格图层B₂R、B₃R、B₄R、B₅R作为对应的象元灰度值代入上述建筑指数IBI计算公式计算建筑指数IBI，将计算得到的建筑指数IBI存入建筑指数栅格图层中。

最后调用栅格计算器关键词获取裸土指数栅格图层和建筑指数栅格图层，代入上述干度计算公式中，计算干度NDSI，将计算得到的干度NDSI存入干度图层中。

得到干度图层后，最后计算生态环境质量子指标中的热度，将绿度代入植被覆盖度计算公式中，计算得到植被覆盖度，植被覆盖度计算公式如下：

/>

其中，Fv为植被覆盖度，NDVI为绿度。

随后，将绿度和植被覆盖度代入地表比辐射率计算公式中，计算地表比辐射率，地表比辐射率计算公式如下：

其中，Fv为植被覆盖度，NDVI为绿度，e为地表比辐射率。

再将绿波段的象元灰度值和地表比辐射率代入黑体辐射亮温计算公式中，计算黑体辐射亮温，黑体辐射亮温计算公式如下：

其中，b₂为绿波段的象元灰度值，e为地表比辐射率，lt为黑体辐射亮温，τ为大气在绿波段的透过率，u为大气向上辐射亮度，d为大气向下辐射亮度，τ、u、d为可通过NANS直接获取的参数。

最后将黑体辐射亮温代入热度计算公式中，计算热度(地表温度值)，热度计算公式如下：

其中，ts为热度(地表温度值)，lt为黑体辐射亮温，K ₁和K ₂为发射前预设常量，对于本申请生态环境质量评价输入表采用的Landsat 8数据来说，K₁＝774.68W/(m²·μm·sr)，K₂＝1321.08K。

具体实施时，调用栅格计算器关键词获取绿度图层，将绿度图层代入上述植被覆盖度计算公式中，计算得到植被覆盖度Fv，并将植被覆盖度存入植被覆盖度栅格图层中；随后调用栅格计算关键词将绿度图层和植被覆盖度栅格图层代入上述地表比辐射率计算公式中，计算得到地表比辐射率e，将地表比辐射率e存入地表比辐射率栅格图层中。

通过NANS公布的网站查询大气在绿波段的透过率τ、大气向上辐射亮度u以及大气向下辐射亮度d，再将τ、u、d输入栅格计算器关键词中，同时调用栅格计算器关键词获取绿波段的辐射定标后的栅格图层B₂R和地表比辐射率栅格图层，将τ、u、d的值和地表比辐射率栅格图层代入黑体辐射亮温计算公式中，同时将绿波段的辐射定标后的栅格图层B₂R作为绿波段的象元灰度值也代入黑体辐射亮温计算公式中，计算得到黑体辐射亮温lt，将黑体辐射亮温lt存入黑体辐射亮温栅格图层中。

最后，调用栅格计算器关键词获取黑体辐射亮温栅格图层代入热度计算公式中，对于本申请生态环境质量评价输入表采用的Landsat 8数据来说，公式中K₁＝774.68W/(m²·μm·sr)，K₂＝1321.08K，计算得到热度ts，将得到的热度ts存入热度图层中。

至此得到了生态环境质量子指标中湿度图层、绿度图层、干度图层和热度图层，将所述湿度图层、所述绿度图层、所述干度图层以及所述热度图层组成所述生态环境质量子指标。

具体执行步骤S103时，先对上述S102过程中获取的生态环境质量子指标中湿度、绿度、干度和热度分别进行归一化处理，随后采用主成分分析法对归一化后的湿度图层、绿度图层、干度图层和热度图层进行分析，取第一主成分作为生态环境质量，对该生态环境质量按照等间隔法进行重分类，得到重分类的生态环境质量。

最后根据重分类的生态环境质量制作专题地图，输出生态环境质量分级图；同时，对重分类的生态环境质量进行空间单元统计分析，输出对应的统计数据表和统计图。将生态环境质量分级图、重分类的生态环境质量对应的统计数据表和统计图组合为输出结果。

具体而言，先调用归一化关键词对所述生态环境质量子指标(包括湿度图层、绿度图层、干度图层和热度图层)进行正向归一化处理，得到归一化的生态环境质量子指标(包括归一化的湿度图层、归一化的绿度图层、归一化的干度图层和归一化的热度图层)；随后调用栅格叠置分析关键词中的主成分分析方法对所述归一化的生态环境质量子指标进行主成分分析得到第一主成分图层，将所述第一主成分图层作为生态环境质量栅格图层；然后调用重分类关键词获取所述生态环境质量栅格图层进行重分析，得到生态环境质量分级栅格图层。

至此完成了对于生态环境质量子指标的分析，然后执行步骤S104，再调用数据处理输出关键词系列中有关图表制作的关键词对分析得到的生态环境质量分级栅格图层进行处理。

具体实施步骤S104时，先调用专题制图关键词获取生态环境质量分级栅格图层，采用智能文档中指定样式根据所述生态环境质量分级栅格图层进行专题制图，得到生态环境质量分级图保存至智能文档输出栏中生态环境质量分级图对应的图片文件中，随后调用插入图片关键词将得到的生态环境质量分级图插入指定的第一表格中；调用统计分析关键词获取生态环境质量分级栅格图层中的生态环境质量分级数据，根据所述生态环境质量分级栅格图层进行统计分析并输出至指定的第二表格中得到统计数据表，将统计数据表保存至智能文档中输出栏的统计数据表对应的数据文件中；最后，调用表格关键词筛选所述统计数据表中的“合计”数据，输出至第三表格中，根据第三表格的信息制作统计图，若更新第三表格中的数据，可以根据所述第三表格的数据源对所述第三表格对应的统计图进行数据更新。

表2示出了生态环境质量评价计算流程表，如表2所示，如上所述调用地理计算系统中的关键词对输入的生态环境质量评价输入表中的数据进行处理，可以得到生态环境质量评价的输出结果，具体的流程可以参见上述S101-S104的内容，此处不再重复叙述。输出结果包括生态环境质量分级图，图3示出了生态环境质量分级专题示例图，如图3所示，通过本申请实施例的生态环境质量评价方法可以生成基于计算得到的生态环境质量子指标绘制的专题地图，该专题地图以计算流程表的信息(表2)按照用户的参数设置生成的具有渐变的专题地图，反映了计算得到的生态环境质量子指标。输出结果还包括根据生态环境质量分级栅格图层分析输出的统计数据表，表3示出了根据生态环境质量分级栅格图层分析输出的统计数据表，如表3所示，该统计数据表以计算流程表的信息(表2)按照用户的参数设置生成，反映了不同维度的环境质量评价。输出结果还包括根据上述统计数据表制作的统计图，图4示出了根据生态环境质量分级栅格图层分析制作的统计图，如图4所示，该统计数据表以计算流程表的信息(表2)按照用户的参数设置生成，以统计图的形式反映了不同维度的环境质量评价，同时通过对该统计数据表的数据源进行数据更新，可以动态更新该统计图。

表2生态环境质量评价计算流程表

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表3根据生态环境质量分级栅格图层分析输出的统计数据表

环境质量评价统计表

单位：面积，平方公里；占比，％

本申请实施例提供一种基于地理计算语言的生态环境质量评价方法，包括：调用栅格计算器关键词，对生态环境质量评价输入表中的不同波段的栅格图层进行辐射定标，得到不同波段的辐射定标后的栅格图层；调用栅格计算器关键词，根据所述不同波段的辐射定标后的栅格图层计算生态环境质量子指标，所述生态环境质量子指标包括湿度图层、绿度图层、干度图层以及热度图层；调用归一化关键词对所述生态环境质量子指标进行正向归一化处理，得到归一化的生态环境质量子指标；调用栅格叠置分析关键词中的主成分分析方法对所述归一化的生态环境质量子指标进行主成分分析得到第一主成分图层，将所述第一主成分图层作为生态环境质量栅格图层；调用重分类关键词对所述生态环境质量栅格图层进行重分析，得到生态环境质量分级栅格图层；调用数据处理输出关键词系列，对所述生态环境质量分级栅格图层进行处理，输出生态环境质量评价结果。本申请的方法通过地理计算系统中各种关键词实现对生态环境质量评价过程的计算性表达，整合了生态环境质量评价的描述和计算过程；同时，基于G语言可以使无编程基础的用户完成生态环境质量评价结果的自动输出，降低了用户的使用负担，提升了生态环境质量评价的效率。

基于同一发明构思，本申请实施例公开一种基于地理计算语言的生态环境质量评价装置，应用于地理计算系统，图5示出了基于地理计算语言的生态环境质量评价装置示意图，如图5所示，包括：

其中，所述辐射定标模块，包括：

所述子指标计算模块，包括：

在得到湿度图层之后，所述子指标计算模块，还包括：

其中，所述结果输出模块，包括：

基于同一发明构思，本申请实施例公开一种电子设备，图6示出了本申请实施例提出的电子设备的示意图，如图6所示，电子设备100包括：存储器110和处理器120，存储器110与处理器120之间通过总线通信连接，存储器110中存储有计算机程序，该计算机程序可在处理器120上运行，以实现本申请实施例公开的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法中的步骤。

基于同一发明构思，本申请实施例公开一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现本申请实施例公开的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法中的步骤。

基于同一发明构思，本申请实施例公开一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现本申请实施例公开的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法中的步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、装置、电子设备和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法及产品，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种基于地理计算语言的生态环境质量评价方法，应用于地理计算系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法，其特征在于，对生态环境质量评价输入表中的不同波段的栅格图层进行辐射定标，得到不同波段的辐射定标后的栅格图层，包括：

3.根据权利要求1所述的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法，其特征在于，根据所述不同波段的辐射定标后的栅格数据计算生态环境质量子指标，包括：

4.根据权利要求3所述的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法，其特征在于，在得到湿度图层之后，包括：

5.根据权利要求1所述的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法，其特征在于，调用数据处理输出关键词系列，对所述生态环境质量分级栅格图层进行处理，输出生态环境质量评价结果，包括：

6.一种基于地理计算语言的生态环境质量评价装置，应用于地理计算系统，其特征在于，包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-5中任一所述的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法中的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1-5中任一所述的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法中的步骤。

9.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1-5中任一所述的基于地理计算语言的生态环境质量评价方法中的步骤。