建设用地效率空间分布的快速估算方法技术

本发明专利技术公开了一种建设用地效率空间分布的快速估算方法，包括，利用TM影像数据与DMSP/OLS夜间灯光数据，获取待评估区域的建设用地及其上夜间灯光辐射总量的空间分布信息，利用夜间灯光辐射总量与非农GDP的空间映射关系，将待评估区域非农GDP统计值展布到细小的空间单元上，从而快速估算区域建设用地效率的空间分布。本发明专利技术将TM遥感影像数据与夜间灯光数据相结合，能够克服由于夜间灯光数据溢出效应所引起的灯光面积高估的弊端，与以往技术方法相比，在估算速度、精准度以及方法普适性等方面具有明显优势。

A rapid method for estimating the spatial distribution of land use efficiency

The invention discloses a construction including fast estimation method, the efficiency of spatial distribution, using TM image and DMSP/OLS night light data acquisition and construction area to be assessed by the distribution of information of the total space and night light radiation, using light radiation and the total non-agricultural GDP space mapping relationship will stay at night, the assessment of regional non-agricultural GDP statistics unit of space distribution to small, and rapid estimation of the efficiency of land use spatial distribution of regional construction. The invention of TM remote sensing data and night light data combination, can overcome the drawbacks caused by night light data spillover effect light area overestimated, compared with the previous method in estimating the speed, accuracy and universality of the method has obvious advantages.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及城市规划
，具体涉及一种建设用地效率空间分布的快速估算方法。
技术介绍
建设用地效率，即单位建设用地产出的非农GDP，是衡量建设用地集约利用程度与开发效率的重要指标，被广泛应用于实践中。传统的建设用地产出效率测算方法有两种：一种是以各级行政单元为测算对象，利用非农GDP统计资料，结合建设用地统计数据，获取各行政单元的建设用地产出效率，但无法显示行政单元内部的效率分布，且由于县级以下行政单元的统计数据收集较为困难，给深入研究县级以下尺度建设用地效率的空间分布带来限制；另一种是以地块为单元，通过实地调查，获取地块尺度的建设用地效率，但这种方法不仅工作量大，难以应用在大范围动态研究中，而且调查标准、调查者响应程度等差异使GDP数据的精度受到影响。因此，急需利用新的空间信息获取手段，将区域统计型非农GDP数据合理地展布到更小的空间单元上，以实现区域建设用地效率空间分布的快速估算。遥感技术作为地理空间信息动态监测的重要手段之一，已被广泛应用于人口、GDP等社会经济数据的空间化建模中，即通过利用遥感空间信息将统计型社会经济数据展布到更小尺度的地理单元上，从而构建更高分辨率的空间数据库(Doll C N H,Muller J P,Morley J P.Mapping regional economic activity from night-time lightsatellite imagery.Ecological Economics,2006,57,75-92.)。利用传统遥感空间信息进行经济数据空间化的思路包括两类：较小尺度的研究主要通过建立经济数据与道路以及地区中心的空间关系模型来实现社会经济数据的空间化(黄莺，包安明，陈曦，等.基于绿洲土地利用的区域GDP公里格网化研究.冰川冻土,2009,31(1):158-164.)，其精度较高，但模型复杂，且针对特定区域，普适性不强；较大尺度的研究，一般利用遥感数据获取土地利用类型空间信息，通过建立土地利用类型与经济数据的关联模型(刘红辉，江东，杨小唤，等.基于遥感的全国GDP 1km格网的空间化表达.地球信息科学,2005,7(2):120-123.)，可以实现较大尺度的经济数据空间化，但无法反映相同土地利用类型中经济数据空间分布的差异。美国军事气象卫星Defense Meteorological Satellite Program(DMSP)搭载的Operational Linescan System(OLS)传感器具有很强的光电放大能力，在夜间工作,能探测到城市灯光甚至小规模居民地、车流等发出的低强度灯光，并使之明显区别于黑暗的乡村背景(Elvidge C D,Cinzano P,Pettit D R,et al.The Night sat Mission Concept.International Journal of Remote Sensing,2007,28(12):2645-2670.)。灯光影像上亮区和暗区的对比使之成为研究密集人类活动及其影响的一个有力工具(Croft T A.Night time Images of the Earth from Space.Scientific American,1978,239:86-89.)，也为大尺度的城市研究提供一种独特的数据获取手段(Chen Jin,Zhuo Li,Shi Peijun,et al.The Study on Urbanization Process in China based on DMSP/OLS Data:Development of a Light Index for Urbanization Level Estimation.Journal of Remote Sensing,2003,7(3):168-175.)，因此近年来被广泛用于城市建成区提取、人口模拟、城市化水平模拟以及经济水平、电力消耗和碳排放量模拟等研究中。国内外学者基于DMSP/OLS衍生出的灯光面积以及灯光强度总和估算大尺度的社会经济空间分布状况，包括GDP的空间分布(Ghosh T,Powell R,Elvidge C D,et al.Shedding light on the global distribation of economic activity.The Open Geography Journal,2010(3):148-161.韩向娣,周艺,王世新等.夜间灯光遥感数据的GDP空间化处理方法.地球信息科学学报,2012,14(1)：128-136.)。然而，由于夜间灯光具有溢出效应，造成灯光面积的估值不准确，因此，单独利用夜间灯光数据估算GDP空间分布存在较大误差。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种建设用地效率空间分布的快速估算方法，克服传统方法、技术在空间尺度、普适性、精准度等方面的不足，以便快速、准确地估算区域建设用地效率的空间分布。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种建设用地效率空间分布的快速估算方法，包括步骤：对待评估区域的遥感图像进行预处理，提取待评估区域的建设用地空间分布信息；获取待评估区域的夜间灯光影像，并对夜间灯光影像进行修正；利用待评估区域建设用地边界切割相应区域经过修正的夜间灯光影像，获得待评估区域建设用地范围内的夜间灯光影像；计算待评估区域内部各个次级空间单元建设用地范围内的夜间灯光辐射总量，获取待评估区域建设用地夜间灯光辐射总量的空间分布信息：设RADi为第i个次级空间单元建设用地范围内的夜间灯光辐射总量，Si为第i个次级空间单元的建设用地面积，BRIi是第i个次级空间单元夜间灯光影像的稳定灯光值部分派生出的稳定灯光强度数据。RADi＝BRIi×Si估算非农GDP空间分布：利用夜间灯光辐射总量与非农GDP的空间映射关系，将待评估区域非农GDP统计值展布到各个次级空间单元上；设GDPfi’为第i个次级空间单元的非农GDP估算值，GDPf*为整个待评估区域的非农GDP统计值，RADall为整个待评估区域建设用地范围内的夜间灯光辐射总量： GDP f i ′ = GDP f * × RAD i RAD a l l ]]>估算建设用地效率空间分布：设EFi为第i个次级空间单元的建设用地效率。 EF i = GDP f i 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建设用地效率空间分布的快速估算方法，其特征在于，包括步骤：对待评估区域的遥感图像进行预处理，提取待评估区域的建设用地空间分布信息；获取待评估区域的夜间灯光影像，并对夜间灯光影像进行修正；利用待评估区域建设用地边界切割相应区域经过修正的夜间灯光影像，获得待评估区域建设用地范围内的夜间灯光影像；计算待评估区域内部各个次级空间单元建设用地范围内的夜间灯光辐射总量，获取待评估区域建设用地夜间灯光辐射总量的空间分布信息：设RADi为第i个次级空间单元建设用地范围内的夜间灯光辐射总量，Si为第i个次级空间单元的建设用地面积，BRIi是第i个次级空间单元夜间灯光影像的稳定灯光值部分派生出的稳定灯光强度数据。RADi＝BRIi×Si估算非农GDP空间分布：利用夜间灯光辐射总量与非农GDP的空间映射关系，将待评估区域非农GDP统计值展布到各个次级空间单元上；设GDPfi’为第i个次级空间单元的非农GDP估算值，GDPf*为整个待评估区域的非农GDP统计值，RADall为整个待评估区域建设用地范围内的夜间灯光辐射总量：GDPfi′=GDPf*×RADiRADall]]>估算建设用地效率空间分布：设EFi为第i个次级空间单元的建设用地效率。EFi=GDPfi′/Si]]>...

【技术特征摘要】
1.一种建设用地效率空间分布的快速估算方法，其特征在于，包括步骤：对待评估区域的遥感图像进行预处理，提取待评估区域的建设用地空间分布信息；获取待评估区域的夜间灯光影像，并对夜间灯光影像进行修正；利用待评估区域建设用地边界切割相应区域经过修正的夜间灯光影像，获得待评估区域建设用地范围内的夜间灯光影像；计算待评估区域内部各个次级空间单元建设用地范围内的夜间灯光辐射总量，获取待评估区域建设用地夜间灯光辐射总量的空间分布信息：设RADi为第i个次级空间单元建设用地范围内的夜间灯光辐射总量，Si为第i个次级空间单元的建设用地面积，BRIi是第i个次级空间单元夜间灯光影像的稳定灯光值部分派生出的稳定灯光强度数据。RADi＝BRIi×Si估算非农GDP空间分布：利用夜间灯光辐射总量与非农GDP的空间映射关系，将待评估区域非农GDP统计值展布到各个次级空间单元上；设GDPfi’为第i个次级空间单元的非农GDP估算值，GDPf*为整个待评估区域的非农GDP统计值，RADall为整个待评估区域建设用地范围内的夜间灯光辐射总量： GDP f i ′ = GDP f * &tim...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶玉瑶，张虹鸥，李升发，王洋，吴旗韬，王长建，苏泳娴，刘凯，金利霞，周霞，刘旭拢，张玉玲，陈燕乔，
申请(专利权)人：广州地理研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44