基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法技术

本发明专利技术涉及人口数据分析技术领域，特别涉及一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法，包括获取城市夜间灯光数据、植被数据和路网数据并进行数据预处理；根据城市夜间灯光数据和植被数据生成第一人类住区指数图像；根据路网数据生成路网密度图；通过路网密度图校正第一人类住区指数图像生成第二人类住区指数，第二人类住区指数用以统计分析人口数据。由于城市夜间灯管数据的高分辨率和路网数据生成的路网密度图的校正，针对人口数据分析提供了更多的细节和更明显的空间异质性，根据第二人类住区指数分析人口数据，不仅提高了人口数据分析的准确性和精确性，还对城市管理和城市资源配置具有重大的参考意义。

【技术实现步骤摘要】
基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法
本专利技术涉及人口数据分析
，特别涉及一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法。
技术介绍
人口数据不仅是反映一个国家或地区社会经济状况的基础数据，而且是社会地理研究中最重要的基础数据之一，人口数据的分析不仅已经被广泛应用于社会资源分配、环境保护和城市规划等，还对城市管理和城市资源配置具有较大的参考意义。现有的人口数据通常以行政区华为单位逐步收集，通过普查、抽样统计等方式逐级获得的典型人口统计数据，更新周期长，时空分辨率低，且不利于多源数据融合和总和空间分析，限制了人口统计数据在多学科领域的应用。人口数据的空间化分析不仅可以解决现有技术中存在的问题，还实现了人口与其他社会经济数据、资源数据和环境数据耦合，对提高人口、资源和环境的综合管理能力具有重要意义，虽然中国专利申请(公开号为CN109978249A)公开了一种基于分区建模的人口数据空间化方法、系统及介质，能够基于分区建模对研究区进行分区并构建各分区的人口数据空间化模型，但人口数据空间化分析过程中还是存在人口数据准确性和精度较低的问题。
技术实现思路
为解决上述现有技术中人口数据空间化分析过程中准确性较低的不足，本专利技术提供的一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法，细化了城市人口分布的空间格局，提高了人口数据分析的准确性。本专利技术提供的一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法，包括如下步骤：S100：获取城市夜间灯光数据、植被数据和路网数据并进行数据预处理；S200：根据所述城市夜间灯光数据和所述植被数据生成第一人类住区指数图像；S300：根据所述路网数据生成路网密度图；S400：通过所述路网密度图校正所述第一人类住区指数图像生成第二人类住区指数，所述第二人类住区指数用以统计分析人口数据。进一步地，所述数据预处理包括将所述城市夜间灯光数据和植被数据投影到横轴墨卡托系统，使用双线性差值算法对所述城市夜间灯光数据和植被数据重新采样，以统一空间分辨率；利用对所述城市夜间灯光数据进行辐射校正，将所述城市夜间灯光数据的数字值转换为辐射亮度值，用以计算第一人类住区指数；对所述路网数据分类并提取所述路网数据中的道路网络中心线。进一步地，通过珞珈一号遥感数据获取所述城市夜间灯光数据，通过航空航天局数据信息服务中心获取植被数据；通过开源地图获取所述路网数据。进一步地，利用将所述城市夜间灯光数据和所述植被数据生成第一人类住区指数图像，其中，EVImax通过最大值法合成；LJnor为所述城市夜间灯光数据的辐射亮度值，LJmax为所述城市夜间灯光数据的辐射亮度最大值，LJmin为所述城市夜间灯光数据的辐射亮度最小值。进一步地，根据所述路网数据生成路网密度图，包括如下步骤：S301：选择带宽并对所述路网数据进行核密度估计，用以生成所述路网数据的核密度图；S302：通过主成分分析确定所述路网数据的权重；S303：所述核密度图叠加所述权重以生成路网密度图。进一步地，所述核密度估计通过借助移动单元估计点或线型的密度；基于所述路网数据和人口数据选择确定所述核密度估计的带宽，所述带宽的范围为2000-4000米；利用对各所述路网数据进行核密度估计，生成核密度图。进一步地，通过主成分分析确定所述路网数据的权重，包括以下步骤：S304：建立初始矩阵；S305：对所述初始矩阵变换用以得到标准化阵；S306：通过所述标准化阵计算m值及m个主成分分量用以得出决策矩阵；S307：根据所述决策矩阵确定权重模型并构建综合评价函数，用以得出各所述路网数据的权重。进一步地，通过使所述路网密度图校正所述第一人类住区指数图像，以生成第二人类住区指数。本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机被处理器执行时实现如上任一项所述的一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法。本专利技术还提供一种电子设备，包括至少一个处理器、及与所述处理器通信连接的存储器，其中所述存储器存储可被至少一个处理器执行的指令，所述指令被至少一个处理器执行，以使所述处理器执行如上任一项所述的一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法。与现有技术相比，本专利技术提供的一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法，由于城市夜间灯管数据的高分辨率和路网数据生成的路网密度图的校正，针对人口数据分析提供了更多的细节和更明显的空间异质性，根据第二人类住区指数分析人口数据，能够清晰地突出城市路网密集地区的人类活动，不仅提高了人口数据分析的准确性和精确性，还对城市管理和城市资源配置具有重大的参考意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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为本专利技术提供的人口数据分析的流程图；图2为本专利技术提供的城市夜间灯管数据的示意图；图3为本专利技术提供的路网数据的示意图；图4为本专利技术提供的生成路网密度图的流程图；图5为本专利技术提供的核密度估计中带宽的折线图；图6为本专利技术提供的生成的路网密度图；图7为本专利技术提供的城市夜间灯光数据与人口数据的散点图；图8为第一人类住区指数与人口数据的线性关系图；图9为平均路网密度与平均人口密度的回归分析图；图10为第二人类住区指数与人口数据的线性关系图；图11为本专利技术提供的人口数据密度图；图12为本专利技术提供的电子设备的架构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。如图1所示，本专利技术提供的一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法，包括以下步骤：S100：获取城市夜间灯光数据、植被数据和路网数据并进行数据预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法，其特征在于，包括以下步骤：。/nS100：获取城市夜间灯光数据、植被数据和路网数据并进行数据预处理；/nS200：根据所述城市夜间灯光数据和所述植被数据生成第一人类住区指数图像；/nS300：根据所述路网数据生成路网密度图；/nS400：通过所述路网密度图校正所述第一人类住区指数图像生成第二人类住区指数，所述第二人类住区指数用以统计分析人口数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法，其特征在于，包括以下步骤：。
S100：获取城市夜间灯光数据、植被数据和路网数据并进行数据预处理；
S200：根据所述城市夜间灯光数据和所述植被数据生成第一人类住区指数图像；
S300：根据所述路网数据生成路网密度图；
S400：通过所述路网密度图校正所述第一人类住区指数图像生成第二人类住区指数，所述第二人类住区指数用以统计分析人口数据。


2.根据权利要求1所述的一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法，其特征在于：所述数据预处理包括将所述城市夜间灯光数据和植被数据投影到横轴墨卡托系统，使用双线性插值算法对所述城市夜间灯光数据和植被数据采样，以统一空间分辨率；
利用对所述城市夜间灯光数据进行辐射校正，将所述城市夜间灯光数据的数字值转换为辐射亮度值，用以计算第一人类住区指数；
对所述路网数据分类并提取所述路网数据中的道路网络中心线。


3.根据权利要求2所述的一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法，其特征在于：通过珞珈一号遥感数据获取所述城市夜间灯光数据，通过航空航天局数据信息服务中心获取植被数据；通过开源地图获取所述路网数据。


4.根据权利要求3所述的一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法，其特征在于：利用将所述城市夜间灯光数据和所述植被数据生成第一人类住区指数图像，
其中，EVImax为通过最大值法合成若干所述植被数据；LJnor为所述城市夜间灯光数据的归一化辐射亮度值，LJmax为所述城市夜间灯光数据的辐射亮度最大值，LJmin为所述城市夜间灯光数据的辐射亮度最小值。


5.根据权利要求1所述的一种基于多源遥感影像和路网数据的城市人口数据分析方法，其特征在于，根据所述路网数据生成路网密度图，包括如下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：王豪伟，周强，赵景柱，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35