基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估方法、系统及终端

1.一种基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估方法，其特征在于，所述基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估方法包括：基于局地气候分区地图，利用地理空间信息数据计算建成区中每个栅格单元的城市形态参数；利用所述局地气候分区地图和多个所述城市形态参数改进WRF模型，得到目标WRF模型；利用所述目标WRF模型模拟天气，所述目标WRF模型输出模拟结果，其中，所述模拟结果包括历史模拟结果和待评估模拟结果，所述历史模拟结果和所述待评估模拟结果均包括模拟气温、模拟相对湿度和模拟风速；分别建立气温、相对湿度和风速对应的历史微气候数据集，利用多个所述历史微气候数据集训练并测试XGBoost模型，得到目标XGBoost模型；将所述待评估模拟结果输入所述目标XGBoost模型中，所述目标XGBoost模型输出目标气温、目标相对湿度和目标风速；根据所述目标气温、所述目标相对湿度和所述目标风速，计算建成区热舒适性评估指标；所述基于局地气候分区地图，利用地理空间信息数据计算建成区中每个栅格单元的城市形态参数，具体包括：获取LCZ地图和地理空间信息数据，其中，所述地理空间信息数据包括建筑物数据、土地覆盖数据和地形高程数据；通过GIS软件平台，将所述建筑物数据、所述土地覆盖数据和所述地形高程数据叠加到所述LCZ地图上，计算每个建成区类中每个栅格单元的城市形态参数；其中，所述城市形态参数包括建筑物覆盖率、建筑高度、建筑高度标准差、建筑宽度、总建筑体量、总建筑面积、街道宽度、天空可视率、透水率、水体覆盖率和海拔高度；所述利用所述局地气候分区地图和多个所述城市形态参数改进WRF模型，得到目标WRF模型，具体包括：设置所述WRF模型的模拟时期、嵌套域和投影坐标；将所述局地气候分区地图与所述WRF模型的最底层嵌套域的土地覆盖数据耦合，将所述WRF模型的最底层嵌套域的土地覆盖分类方案替换为局地气候分区方案；根据每个建成区类中每个栅格单元的所述城市形态参数，计算每个建成区类的平均建筑高度、平均建筑高度标准差、平均建筑宽度和平均街道宽度；将每个建成区类的所述平均建筑高度、所述平均建筑高度标准差、所述平均建筑宽度和所述平均街道宽度，输入至所述WRF模型的参数文件中，得到目标WRF模型。 2.根据权利要求1所述的基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估方法，其特征在于，所述利用所述目标WRF模型模拟天气，所述目标WRF模型输出模拟结果，具体包括：利用所述目标WRF模型模拟天气，所述目标WRF模型输出模拟结果，从所述模拟结果中提取模拟气温、模拟相对湿度和模拟风速；将所述模拟气温、所述模拟相对湿度和所述模拟风速导入至GIS平台中，使用重采样功能将所述模拟气温、所述模拟相对湿度和所述模拟风速插值至分辨率与所述局地气候分区地图一致的网格上。 3.根据权利要求2所述的基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估方法，其特征在于，所述分别建立气温、相对湿度和风速对应的历史微气候数据集，利用多个所述历史微气候数据集训练并测试XGBoost模型，得到目标XGBoost模型，具体包括：从气象监测站获取历史时期对应的监测数据，根据所述监测数据，计算所述历史时期对应的监测气温、监测相对湿度和监测风速；将所述监测气温、所述监测相对湿度和所述监测风速分别作为气温、相对湿度和风速对应的历史微气候数据集的标签；获取所述目标WRF模型输出的所述历史时期对应的历史模拟结果，其中，所述历史模拟结果包括历史模拟气温、历史模拟相对湿度和历史模拟风速；将所述历史模拟气温、所述历史模拟相对湿度和所述历史模拟风速以及对应的历史时期和城市形态参数分别作为气温、相对湿度和风速对应的历史微气候数据集的特征；将多个所述历史微气候数据集分别划分为训练集和测试集，得到多个训练集和多个测试集；利用多个所述训练集训练XGBoost模型，得到中间XGBoost模型；利用多个所述测试集测试所述中间XGBoost模型，采用精度指标评价所述中间XGBoost模型的性能表现，根据所述中间XGBoost模型的性能表现调整所述中间XGBoost模型的参数，直至所述中间XGBoost模型的性能表现满足要求，得到目标XGBoost模型。 4.根据权利要求2或3所述的基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估方法，其特征在于，所述将所述待评估模拟结果输入所述目标XGBoost模型中，所述目标XGBoost模型输出目标气温、目标相对湿度和目标风速，具体包括：获取所述目标WRF模型输出的待评估时期对应的待评估模拟结果，其中，所述待评估模拟结果包括待评估模拟气温、待评估模拟相对湿度和待评估模拟风速；将所述待评估模拟气温、所述待评估模拟相对湿度和所述待评估模拟风速以及对应的待评估时期和城市形态参数，输入至所述目标XGBoost模型中；所述目标XGBoost模型输出精度高于设定阈值的所述待评估时期对应的目标气温、目标相对湿度和目标风速；其中，多个所述待评估时期构成待评估阶段。 5.根据权利要求4所述的基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估方法，其特征在于，所述根据所述目标气温、所述目标相对湿度和所述目标风速，计算建成区热舒适性评估指标，具体包括：根据所述目标XGBoost模型输出的所述待评估阶段中多个所述待评估时期对应的所述目标气温、所述目标相对湿度和所述目标风速，计算所述待评估阶段对应的平均目标气温、平均目标相对湿度和平均目标风速；根据建成区中每个栅格单元所述待评估阶段对应的所述平均目标气温、所述平均目标相对湿度和所述平均目标风速，计算建成区中每个栅格单元所述待评估阶段对应的热舒适性评估指标NET： ；其中， 为平均目标气温， 为平均目标相对湿度， 为平均目标风速。 6.一种基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估系统，其特征在于，所述基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估系统应用于权利要求1-5任一项所述的基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估方法，所述基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估系统包括：城市形态参数计算模块：用于基于局地气候分区地图，利用地理空间信息数据计算建成区中每个栅格单元的城市形态参数；目标WRF模型生成模块：用于利用所述局地气候分区地图和多个所述城市形态参数改进WRF模型，得到目标WRF模型；模拟结果输出模块：用于利用所述目标WRF模型模拟天气，所述目标WRF模型输出模拟结果，其中，所述模拟结果包括历史模拟结果和待评估模拟结果，所述历史模拟结果和所述待评估模拟结果均包括模拟气温、模拟相对湿度和模拟风速；目标XGBoost模型生成模块：用于分别建立气温、相对湿度和风速对应的历史微气候数据集，利用多个所述历史微气候数据集训练并测试XGBoost模型，得到目标XGBoost模型；目标结果输出模块：用于将所述待评估模拟结果输入所述目标XGBoost模型中，所述目标XGBoost模型输出目标气温、目标相对湿度和目标风速；热舒适性评估指标计算模块：用于根据所述目标气温、所述目标相对湿度和所述目标风速，计算建成区热舒适性评估指标。 7.一种终端，其特征在于，所述终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估程序，所述基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估方法的步骤。 8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估程序，所述基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的基于WRF和XGBoost耦合模拟的建成区热舒适性精细化评估方法的步骤。