一种城市边界获取方法、装置、智能终端及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种城市边界获取方法、装置、智能终端以及存储介质。所述方法包括：根据路网数据获取道路交叉点集，对所述点集内的道路交叉点构建四叉树，所述四叉树的每一叶子节点存储一个所述道路交叉点；根据所述叶子节点所对应的矩形的几何信息计算密度值，并根据所述密度值对所述叶子节点所对应的矩形进行分类；对分类后的矩形按照相邻接的拓扑关系进行非跨区域融合Dissolve处理，得到城市边界。本发明专利技术改进了对城市大数据空间信息的空间四叉树索引处理方法，并依据该类型数据的非线性的密度特征进行聚类。相较于传统的城市数据的聚类方法，该方法不需提前设置参数，并且速度快、可扩展性强。

A method, device, intelligent terminal and storage medium for city boundary acquisition

【技术实现步骤摘要】
一种城市边界获取方法、装置、智能终端及存储介质
本专利技术涉空间数据分析
，尤其涉及一种城市边界获取方法、装置、智能终端及存储介质。
技术介绍
城市计算表示利用计算机技术，从城市多源异构大数据中挖掘有价值的信息，探索城市中内涵的科学规律，从而更好的为人类生活服务促使城市高效健康的运转。城市表示人类居住生活高度集中的区域，城市边界的准确描述能够帮助政府监测城市建设区是否无序扩张和协调规划城市居民出行和公共设施配置之间的关系，为城市可持续发展做出贡献，因此是城市计算的一项重要内容。目前，城市的边界由地方当局或政府决定，这种自上而下的界定方式可能会与真实人类活动的区域有所出入。除此之外，有些技术通过信息熵法、断裂点分析法、遥感夜光灯判读等方法界定城市的边界，这些方法主要有两个弊端：1.人为阈值的界定比较模糊而且效率，主观性较强，难以做到准确客观2.界定范围时所依托的数据结构(如三角面)构建效率非常低，当数据量大时将无法得出理想结果。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种城市边界获取方法、装置、智能终端及存储介质，旨在解决现有技术中城市边界划分方法效率低下，主观性强的问题。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供一种城市边界获取方法，所述方法包括：根据路网数据获取道路交叉点集，对所述道路交叉点集内的道路交叉点构建四叉树，所述四叉树的每一叶子节点存储一个所述道路交叉点；根据所述每一叶子节点所对应的矩形的几何信息计算密度值，并根据所述密度值将所述每一叶子节点所对应的矩形分为目标类矩形和背景类矩形；所述密度值为所述矩形面积的倒数；对分类后的目标类矩形按照相邻接的拓扑关系进行非跨区域融合处理，得到城市边界。所述的城市边界获取方法，其中，所述构建四叉树，具体构建过程：计算所有所述道路交叉点的外包络矩形，并将所述外包络矩形作为根节点；生成深度为N满四叉树，并计算每个道路交叉点和叶子节点矩形的关系，保存叶子节点矩形中的点数≤1的矩形；所述N为大于1且小于9的自然数；对每个点数大于1的矩形，独立生成四叉树，直到所有叶子节点矩形中的点数≤1为止，并保存这些矩形；整合所有点数≤1的矩形，结束。所述的城市边界获取方法，其中，所述步骤根据所述叶子节点所对应的矩形的几何信息计算密度值，根据所述密度值将所述叶子节点所对应的矩形分为目标类矩形和背景类矩形，具体为：利用公式(1)将所有矩形分为目标类矩形和背景类矩形两个部分其中，d为目标与背景的分割阈值，σw为目标和背景密度值的差，w0为目标点数占图像比例，σ0为目标点数占图像比例的方差，w1为背景点数占图像比例，σ1为背景点数占图像比例的方差；提取处于目标类的所有矩形信息。所述的城市边界获取方法，其中，所述步骤对分类后的目标类矩形按照相邻接的拓扑关系进行非跨区域融合处理，得到城市边界，其中非跨区域融合处理包括步骤：从分类后的目标类矩形中的任一矩形开始，筛选出与该矩形的邻接矩形，将所述邻接矩形存入到预先设置的集合中；遍历每个邻接矩形，重复步骤筛选出与该矩形的邻接矩形，将所述邻接矩形存入到预先设置的集合中，直到不再有新的邻接矩形为止；消除所述集合中的所有矩形的共同边，生成城市边界，结束。所述的城市边界获取方法，其中，所述N为7。第二方面，一种城市边界获取装置，所述装置包括：四叉树构建单元，用于根据路网数据获取道路交叉点集，对所述道路交叉点集内的道路交叉点构建四叉树，所述四叉树的每一叶子节点存储一个所述道路交叉点；矩形分类单元，根据所述每一叶子节点所对应的矩形的几何信息计算密度值，并根据所述密度值将所述每一叶子节点所对应的矩形分为目标类和背景类；所述密度值为所述矩形面积的倒数；处理单元，用于对分类后的目标类矩形按照相邻接的拓扑关系进行非跨区域融合处理，得到城市边界。所述的装置，其中，所述四叉树构建单元包括：计算子单元，用于计算所有所述道路交叉点的外包络矩形，并将所述外包络矩形作为根节点；生成子单元，生成深度为N满四叉树，并计算每个道路交叉点和叶子节点矩形的关系，保存叶子节点矩形中的点数≤1的矩形；所述N为大于1且小于9的自然数；存储子单元，用于对每个点数大于1的矩形，独立生成四叉树，直到所有叶子节点矩形中的点数≤1为止，并保存这些矩形；整合所有点数≤1的矩形，结束。所述的装置，其中，所述处理单元包括：筛选自单元，用于从分类后的目标类矩形中的任一矩形开始，筛选出与该矩形的邻接矩形，将所述邻接矩形存入到预先设置的集合中；遍历子单元，用于遍历每个邻接矩形，重复步骤筛选出与该矩形的邻接矩形，将所述邻接矩形存入到预先设置的集合中，直到不再有新的邻接矩形为止；消除自单元，用于消除所述集合中的所有矩形的共同边，生成城市边界，结束。第三方面，本专利技术实施例还提供一种智能终端，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于执行如上述所述的方法。第四方面，本专利技术实施例还提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如上述所述的方法。本专利技术的有益效果：本专利技术通过建立空间四叉树，对全国范围内道路交叉口快速聚类并生成城市边界范围方法，能准确描述能够帮助政府监测城市建设区是否无序扩张和协调规划城市居民出行和公共设施配置之间的关系，对城市可持续发展有着重要意义。附图说明图1是本专利技术提供的城市边界获取方法的较佳实施例的流程图。图2是本专利技术提供的城市边界获取方法的较佳实施例步骤S100的流程图。图3是本专利技术提供的城市边界获取方法的较佳实施例的四叉树构建示意图。图4是本专利技术提供的城市边界获取方法的较佳实施例经过Dissolve处理后的全国城市空间范围示意图。图5是本专利技术提供的智能终端的功能原理图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。由于现有技术中的对城市边界的划分、获取多采用如下方式：一是相关部门规划设定，采用这种规划设定的方式，主观性较强，所得到的城市边界与实际的城市边界有出入。二是依托数据信息，通过信息熵法、断点分析法、遥感夜光灯判读等方法，这些方法在界定范围时所依托的数据结构构建效率非常低，当数据量较大时将无法得出想要的结果。为了解决上述技术问题，在本专利技术实施例中，当需要对某个城市进行边界界定时，可以先获取全国路网数据或者该城市所在的省路网数据。根据上述路网数据从中分析出道路交本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市边界获取方法，其特征在于，所述方法包括步骤：/n根据路网数据获取道路交叉点集，对所述道路交叉点集内的道路交叉点构建四叉树，所述四叉树的每一叶子节点存储一个所述道路交叉点；/n根据所述每一叶子节点所对应的矩形的几何信息计算密度值，并根据所述密度值将所述每一叶子节点所对应的矩形分为目标类矩形和背景类矩形；所述密度值为所述矩的形面积的倒数；/n对分类后的目标类矩形按照相邻接的拓扑关系进行非跨区域融合处理，得到城市边界。/n

【技术特征摘要】
1.一种城市边界获取方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
根据路网数据获取道路交叉点集，对所述道路交叉点集内的道路交叉点构建四叉树，所述四叉树的每一叶子节点存储一个所述道路交叉点；
根据所述每一叶子节点所对应的矩形的几何信息计算密度值，并根据所述密度值将所述每一叶子节点所对应的矩形分为目标类矩形和背景类矩形；所述密度值为所述矩的形面积的倒数；
对分类后的目标类矩形按照相邻接的拓扑关系进行非跨区域融合处理，得到城市边界。


2.根据权利要求1所述的城市边界获取方法，其特征在于，所述构建四叉树，具体构建步骤为：
计算所有所述道路交叉点的外包络矩形，并将所述外包络矩形作为根节点；
生成深度为N满四叉树，并计算每个道路交叉点和叶子节点矩形的关系，保存叶子节点矩形中的点数≤1的矩形；所述N为大于1且小于9的自然数；
对每个点数大于1的矩形，独立生成四叉树，直到所有叶子节点矩形中的点数≤1为止，并保存这些矩形；整合所有点数≤1的矩形，结束。


3.根据权利要求1所述的城市边界获取方法，其特征在于，所述步骤根据所述叶子节点所对应的矩形的几何信息计算密度值，根据所述密度值将所述叶子节点所对应的矩形分为目标类矩形和背景类矩形，具体为：
利用公式(1)将所有矩形分为目标类矩形和背景类矩形两个部分



其中，d为目标与背景的分割阈值，σw为目标和背景密度值的差，w0为目标点数占图像比例，σ0为目标点数占图像比例的方差，w1为背景点数占图像比例，σ1为背景点数占图像比例的方差；提取处于目标类的所有矩形信息。


4.根据权利要求1所述的城市边界获取方法，其特征在于，所述步骤对分类后的目标类矩形按照相邻接的拓扑关系进行非跨区域融合处理，得到城市边界，所述非跨区域融合处理包括步骤：
从分类后的目标类矩形中的任一矩形开始，筛选出与该矩形的邻接矩形，将所述邻接矩形存入到预先设置的集合中；
遍历每个邻接矩形，重复步骤筛选出与该矩形的邻接矩形，将所述邻接矩形存入到预先设置的集合中，直到不再有新的邻接矩形为止；
消除所述集合中的所有矩形的共同边，生成城市边界，结束。

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁，郑晔，赵志刚，何方宁，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44