一种基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法及系统，其方法包括获取乡村景观遥感影像信息并进行聚类分析处理和景观要素分类，得到对应的景观要素类型；将设定邻域范围内的同种景观要素类型的像素进行合并到景观要素对象，并计算其形状稳定性指标和空间多样性特征指标；根据景观要素对象生成邻接图，并计算邻接图中相邻两个目标景观要素对象之间的功能指数；基于局部特征的尺度自适应方法进行景观要素对象的合并，得到合并后的景观功能区。本发明专利技术从特征的角度对乡村景观的文化属性进行客观、详细、准确的评价，避免了人为因素的影响，有效地结合现有的遥感分类方法，高效且准确地进行乡村景观功能区的划分，大大提高了效率。高了效率。高了效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法及系统


[0001]本专利技术涉及景观特征识别和评价
，尤其涉及一种基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法及系统。

技术介绍

[0002]在中国的城镇化进程中，乡村景观资源的保护与利用方面受到的重视较为薄弱。但是随着城市化快速扩张,乡村景观逐渐成为当今新兴而起的景观元素。乡村景观的功能区的区划是十分重要的。而如何识别出一个区域独特的景观类型并对其进行特征评价，是当前乡村振兴的背景下地域景观特征保护与发展的前提和亟需解决的主要问题之一。
[0003]目前为止景观特征识别和评价的研究较为广泛，常见的方法可以分为以下两种：（1）选择自然和文化因素作为参考，会将视觉美学属性如景观的美景度、和谐性等属性加入到景观分类与评价的参数中，而这些属性常常带有对景观质量的人为主观判断，不能完全真实反映景观特征的客观存在，严格来说不应作为景观特征评价的属性。
[0004]（2）选择高程、坡度、地形起伏度、土壤母质和土地利用/覆被类型等自然属性为主要参数进行叠加分析，识别景观特征单元，并结合聚类分析方法来划分景观特征类型与区域，有效地提高了景观分类边界划分的准确性，并减小了人为主观因素的影响，但景观类型边界划定的精确性仍然值得深入探讨。
[0005]在以往的研究中，乡村景观功能区的划分大多依赖于实地调研数据进行人为区划，这样的方法不仅需要耗费大量的人力物力，而且区划的成果在很大程度上会受人为因素的影响。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法及系统。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法，包括如下步骤：S1：获取乡村景观遥感影像信息，对所述乡村景观遥感影像信息进行聚类分析处理，并基于聚类分析结果对所述乡村景观遥感影像信息进行景观要素分类，得到对应的景观要素类型；S2：将设定邻域范围内的同种景观要素类型的像素进行合并，得到景观要素对象，并计算所述景观要素对象的形状稳定性指标和空间多样性特征指标；S3：根据所述景观要素对象生成邻接图，并根据景观要素对象的形状稳定性指标和空间多样性特征指标计算所述邻接图中相邻两个目标景观要素对象之间的功能指数；S4：根据所述功能指数并基于局部特征的尺度自适应方法进行景观要素对象的合并，得到合并后的景观功能区。
[0008]本专利技术还提供了一种基于尺度自适应的乡村景观功能区划分系统，包括景观要素
分类模块、第一计算合并模块和第二计算合并模块；所述景观要素分类模块，用于获取乡村景观遥感影像信息，对所述乡村景观遥感影像信息进行聚类分析处理，并基于聚类分析结果对所述乡村景观遥感影像信息进行景观要素分类，得到对应的景观要素类型；所述第一计算合并模块，用于将设定邻域范围内的同种景观要素类型的像素进行合并，得到景观要素对象，并计算所述景观要素对象的形状稳定性和空间多样性特征；所述第二计算合并模块，用于根据所述景观要素对象生成邻接图，并根据景观要素对象的形状稳定性和空间多样性特征计算所述邻接图中相邻两个目标景观要素对象之间的功能指数;所述第二计算合并模块，还用于根据所述功能指数并基于局部特征的尺度自适应方法进行乡村景观要素对象的合并，得到合并后的景观功能区。
[0009]本专利技术的有益效果是：本专利技术的基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法及系统, 通过对乡村景观遥感影像信息进行聚类分析，并进行景观要素分类，然后针对乡村景观遥感影像信息中设定邻域范围内的同种景观要素类型的像素进行合并，基于合并后的景观要素对象的形状稳定性指标和空间多样性特征指标计算景观要素对象之间的功能指数，并进行景观要素对象的合并，得到基于局域特征进行自适应阈值合并的景观功能区，从特征的角度对乡村景观的文化属性进行客观、详细、准确的评价，避免了人为因素的影响，有效地结合现有的遥感分类方法，高效且准确地进行乡村景观功能区的划分，大大提高了效率。
[0010]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法。
[0011]本专利技术还提供了一种基于尺度自适应的乡村景观功能区划分设备,包括所述的存储介质和处理器，所述处理器执行所述存储介质上的计算机程序时实现所述的方法的步骤。
附图说明
[0012]图1为本专利技术一实施例的基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法的流程示意图；图2为本专利技术一实施例的原始四波段影像示例图；图3为本专利技术一实施例的归一化植被指数NDVI的特征示例图；图4为本专利技术一实施例的土壤调节植被指数SAVI的特征示例图；图5为本专利技术一实施例的归一化水体指数NDWI的特征示例图；图6为本专利技术一实施例的景观要素的七维特征标准化后的示例图；图7为本专利技术一实施例的景观要素聚类示例图；图8为本专利技术一实施例的景观要素类型示例图；图9为本专利技术一实施例的提取第一类景观要素示例图；图10为本专利技术一实施例的景观要素对象的示例图；图11为本专利技术一实施例的景观要素对象合并后的示例图；图12为本专利技术一实施例的归一化切割后的全局最优景观功能区域划分结果示例
图；图13为本专利技术一实施例的基于尺度自适应的乡村景观功能区划分系统的结构示意图。
具体实施方式
[0013]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0014]如图1所示，一种基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法, 包括如下步骤：S1：获取乡村景观遥感影像信息，对所述乡村景观遥感影像信息进行聚类分析处理，并基于聚类分析结果对所述乡村景观遥感影像信息进行景观要素分类，得到对应的景观要素类型；S2：将设定邻域范围内的同种景观要素类型的像素进行合并，得到景观要素对象，并计算所述景观要素对象的形状稳定性指标和空间多样性特征指标；S3：根据所述景观要素对象生成邻接图，并根据景观要素对象的形状稳定性指标和空间多样性特征指标计算所述邻接图中相邻两个目标景观要素对象之间的功能指数；S4：根据所述功能指数并基于局部特征的尺度自适应方法进行景观要素对象的合并，得到合并后的景观功能区。
[0015]本专利技术的基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法，通过对乡村景观遥感影像信息进行聚类分析，并进行景观要素分类，然后针对乡村景观遥感影像信息中设定邻域范围内的同种景观要素类型的像素进行合并，基于合并后的景观要素对象的形状稳定性指标和空间多样性特征指标计算景观要素对象之间的功能指数，并进行景观要素对象的合并，得到基于局域特征进行自适应阈值合并的景观功能区，从特征的角度对乡村景观的文化属性进行客观、详细、准确的评价，避免了人为因素的影响，有效地结合现有的遥感分类方法，高效且准确地进行乡村景观功能区的划分，大大提高了效率。
[0016]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述中，所述对所述乡村景观遥感影像信息进行聚类分析处理，并基于聚类分析结果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法, 其特征在于，包括如下步骤：S1：获取乡村景观遥感影像信息，对所述乡村景观遥感影像信息进行聚类分析处理，并基于聚类分析结果对所述乡村景观遥感影像信息进行景观要素分类，得到对应的景观要素类型；S2：将设定邻域范围内的同种景观要素类型的像素进行合并，得到景观要素对象，并计算所述景观要素对象的形状稳定性指标和空间多样性特征指标；S3：根据所述景观要素对象生成邻接图，并根据景观要素对象的形状稳定性指标和空间多样性特征指标计算所述邻接图中相邻两个目标景观要素对象之间的功能指数；S4：根据所述功能指数并基于局部特征的尺度自适应方法进行景观要素对象的合并，得到合并后的景观功能区。2.根据权利要求1所述基于尺度自适应的乡村景观功能区划分方法, 其特征在于，所述中，所述对所述乡村景观遥感影像信息进行聚类分析处理，并基于聚类分析结果对所述乡村景观遥感影像信息进行景观要素分类，得到对应的景观要素类型具体包括如下步骤：S11：分别计算获取的四波段的所述乡村景观遥感影像信息的归一化植被指数NDVI、土壤调节植被指数SAVI和归一化水指数NDWI；S12：将所述归一化植被指数NDVI、土壤调节植被指数SAVI和归一化水指数NDWI与四个波段Red、Green、Blue、N...

【专利技术属性】
技术研发人员：佃袁勇，王香春，蔡文婷，谭人华，郑玉英，
申请(专利权)人：中国城市建设研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：