【技术实现步骤摘要】
基于城市扩张全局结构的中心性和集聚性测度方法
本专利技术属于空间分析
，特别涉及一种基于城市扩张全局结构的中心性和集聚性测度方法。
技术介绍
城市化伴随着城市土地的空间扩张，对资源，环境和社会产生了严重影响[1–2]。有一种共识认为，合理利用土地资源需要对城市扩张的过程有一个更好的了解[3–5]。因此，城市扩张过程的定量评估指标被认为是理解城市扩张的有力手段，近年来，这引起了城市科学界的越来越多的关注[6–7]。景观指数是描述城市扩张空间格局的最广泛使用的方法之一[8–10]，大多数景观指数是根据信息论、分形几何和空间统计数据开发的，而且是通过Fragstats软件计算的[11–13]。然而，景观指数存在一个固有的缺陷：这些指数只能描述单个时间点的静态模式特征，而不能捕获动态过程信息[14]。为了弥补这一不足，基于新增长斑块(新斑块)与现有的城市土地(旧斑块)之间的空间关系提出了一些动态指标。这是因为现有的城市土地通常不会被“移动”或去城市化，并且城市格局的变化会受到新斑块的增长的影响[15]。例如，Xu等(2...
【技术保护点】
1.基于城市扩张全局结构的中心性和集聚性测度方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：获取城市建设用地多时点矢量数据，捕获新增城市建设用地——新斑块与原有建设用地——旧斑块的空间特征；/n步骤2：基于“面积-反距离”加权算法获取城市新斑块相较于原有城市整体空间结构的位置权重；/n步骤3：基于圆的几何特性，结合步骤2中得到的空间位置权重，获取每个新增斑块的位置中心度指标值LCI；/n步骤4：基于新斑块的自身属性特征，捕获旧斑块相较于新斑块的空间位置关系，获取每个新增斑块的位置集聚度指标值LCAI；/n步骤5：基于物理意义与几何特征对新斑块的扩张类型进行辨识；/n步骤6：基于...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.基于城市扩张全局结构的中心性和集聚性测度方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：获取城市建设用地多时点矢量数据，捕获新增城市建设用地——新斑块与原有建设用地——旧斑块的空间特征；
步骤2：基于“面积-反距离”加权算法获取城市新斑块相较于原有城市整体空间结构的位置权重；
步骤3：基于圆的几何特性，结合步骤2中得到的空间位置权重，获取每个新增斑块的位置中心度指标值LCI；
步骤4：基于新斑块的自身属性特征，捕获旧斑块相较于新斑块的空间位置关系，获取每个新增斑块的位置集聚度指标值LCAI；
步骤5：基于物理意义与几何特征对新斑块的扩张类型进行辨识；
步骤6：基于算数平均值将LCI和LCAI的结果进行自下而上地汇总统计，计算城市整体扩张中心性与集聚性；
步骤7：对城市扩张中心性与集聚性结果进行时空分布制图。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1包含以下子步骤：
步骤1.1：对获取的地理空间数据矢量化，提取连续时点的城市建设用地，在ArcGIS中运用地理空间分析工具Erase将后一时点城市建设用地矢量数据擦除前一时点数据得到新斑块，旧斑块即为前一时点矢量数据；
步骤1.2：利用空间数据计算工具获取新旧斑块的自身属性特征，即每个新斑块的面积ai{a1,a2,……，an}，每个旧斑块的面积Aj{A1,A2,……，Am}，新斑块质心到每个旧斑块边界的距离dij{di1,di2,……，dnm}，新斑块边界到每个旧斑块质心的距离Dij{Di1,Di2,……，Dnm}。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基于“面积-反距离”加权算法的计算公式如下：
式中，Wij为第i个新斑块相较于第j个旧斑块的空间位置关系权重，Aj为第j个旧斑块的面积，djj为第i个新斑块质心到第j个旧斑块边界的距离。对第i个新斑块计算与所有旧斑块的空间位置关系权重，可自下而上获得新斑块相较于原有城市整体空间结构的位置权重。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述位置中心度指标LCI基于圆的几何特性，结合步骤2中得到的空间位置权重，获取每个新斑块在整体扩张的位置中心度指标值LCI，LCI计算方法的公式如下：
式中：i为第i个新斑块，j为第j个旧斑块，Aj为第j个旧斑块的面积，Djj为第i个新斑块边界到第j个旧斑块质心的距离,djj为第i个新斑块质心到第j个旧斑块边界的距离。
技术研发人员：焦利民，刘稼丰，毛文婧，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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