基于建筑用地变化动态度模型的地理国情监测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于建筑用地变化动态度模型的地理国情监测方法。包括：收集整理包括不同时期相同区域的历史影像数据、已有路网图、1:2000地形图、1:5000房屋面矢量图等数据资料；进行数据预处理包括数据坐标转换和影像校正；采用面向对象的分类方法对不同时期历史影像进行建筑信息提取；构建建筑用地变化动态度模型；根据建筑用地变化动态度模型计算不同时期同一区域的建筑用地变化测度。以建筑用地变化为地理国情监测指标，基于动态度模型计算建筑用地变化测度，实现动态监测城市空间扩展情况，为城市规划管理、土地规划决策提供准确的城市地理信息数据。的城市地理信息数据。的城市地理信息数据。

【技术实现步骤摘要】
基于建筑用地变化动态度模型的地理国情监测方法


[0001]本专利技术涉及一种基于建筑用地变化动态度模型的地理国情监测方法。

技术介绍

[0002]地理国情监测以“3S”技术为依托，对一系列的自然和人文地理要素包括地形地貌特征、土地利用/覆盖变化、城镇扩张、城市生产力布局等进行动态监测、统计和分析研究，最终形成一系列地理国情监测产品，实时地为政府及大众提供所需要的服务，开展地理国情监测已成为测绘事业发展新方向。土地利用/覆盖变化是地理国情监测的基础，20世纪90年代以来，我国大中城市建筑用地扩展过速的状况受到越来越多不同专业领域的关注，建筑用地变化问题是自然过程与人文过程交叉联系最为密切的问题，是城市扩展的重要体现。监测城市建筑用地变化情况，分析城市发展扩展特征，可以为城市规划管理、土地规划决策与研究提供地理市情信息。
[0003]如何计算建筑面积变化测度，用数据直观体现建筑用地变化情况，实现地理国情动态监测，一直是基于建筑用地变化指标的地理国情监测难点。因此，基于建筑用地变化指标的地理国情监测需要构建一种简单、高效的计算模型来快速计算不同时期相同区域的建筑面积变化测度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于建筑用地变化动态度模型的地理国情监测方法，以建筑用地变化为指标，基于正射航空遥感影像，对快速发展中的城市进行地理国情监测，采用动态度模型计算建筑用地变化测度，研究城市空间扩展特征，实现地理国情动态监测。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于建筑用地变化动态度模型的地理国情监测方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1)、收集整理包括不同时期相同区域的历史影像、路网图、1:2000地形图、1:5000房屋面矢量图的数据资料；
[0007]步骤2)、进行数据预处理，包括坐标转换和影像校正；
[0008]步骤3)、采用面向对象的分类方法对不同时期相同区域的历史影像进行建筑用地信息提取；
[0009]步骤4)、构建建筑用地变化动态度模型：
[0010][0011]其中，v为研究时段内建筑用地的变化动态度；n为研究区域内建筑用地变化的图斑个数；si为建筑用地变化图斑面积；s为研究区域的土地总面积；t为研究时段长，当t的单位为年时，v表示研究区域内建筑用地的年变化动态度；
[0012]步骤5)、根据建筑用地变化动态度模型计算不同时期相同区域的建筑用地变化测
度。
[0013]相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0014]1、建筑用地信息提取方法简单，易于操作，只需对影像进行预处理和道路掩膜处理后即可采用软件平台自动提取；
[0015]2、动态度模型准确、计算简单，结果直观，通过动态度模型计算不同时期的建筑用地变化测度，数据直观体现建筑用地变化情况，实现地理国情动态监测。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施的技术流程图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。
[0018]本专利技术一种基于建筑用地变化动态度模型的地理国情监测方法，包括如下步骤：
[0019]步骤1)、收集整理包括不同时期相同区域的历史影像、路网图、1:2000地形图、1:5000房屋面矢量图的数据资料；
[0020]步骤2)、进行数据预处理，包括坐标转换和影像校正；
[0021]步骤3)、采用面向对象的分类方法对不同时期相同区域的历史影像进行建筑用地信息提取；
[0022]步骤4)、构建建筑用地变化动态度模型：
[0023][0024]其中，v为研究时段内建筑用地的变化动态度；n为研究区域内建筑用地变化的图斑个数；si为建筑用地变化图斑面积；s为研究区域的土地总面积；t为研究时段长，当t的单位为年时，v表示研究区域内建筑用地的年变化动态度；
[0025]步骤5)、根据建筑用地变化动态度模型计算不同时期相同区域的建筑用地变化测度。
[0026]以下为本专利技术一具体实例。
[0027]为实现对某市地理国情进行动态监测，分析城市发展扩展特征，为城市规划管理、土地规划决策与研究提供地理市情信息，需要选取提取方法简单、易用操作的建筑用地指标，并构建建筑用地动态度模型来计算建筑用地变化测度，实现地理国情动态监测。结合图1，以对本专利技术实施作进一步详细说明。
[0028]首先，以2008年分辨率为0.1m的UCD正射影像和2006年分辨率为0.2m的DMC影像为数据源，两期影像拍摄时间周期相差2个月，辅助数据资料包括某市已有路网图、1:2000地形图、1:5000房屋面矢量图。
[0029]其次，进行数据预处理，对某市已有路网图、1:2000地形图、1:5000房屋面矢量图进行坐标转换，确保所有数据坐标系统一，将2006年的DMC和2008年UCD影像校正到某市1:2000的地形图上，几何精校正的误差控制在0.5个像元以内，以满足多时相遥感影像动态变化监测的精度要求，校正后的影像按0.8m分辨率进行重采样。
[0030]再次，选取建筑用地变化为某市地理国情监测指标，在Geoway平台下分别以两期影像作为底图，辅以某市路网图，对道路进行掩膜处理，采用基于区域分割的图像分类方法进行要素采集后以矢量形式导出，利用GIS平台进行后期编辑及拓扑构建。
[0031]然后，构建基于建筑用地变化的动态度模型：
[0032][0033]式中，v为研究时段内建筑用地的变化动态度；n为研究区域内建筑用地变化的图斑个数；si为建筑用地变化图斑面积；s为研究区域的土地总面积；t为研究时段长，当t的单位为年时，v表示研究区域内建筑用地的年变化动态度。
[0034]最后根据建筑用地动态度模型计算两个时期的建筑用地变化测度，结果为：A区建筑用地变化测度0.46％/年、B区建筑用地变化测度0.53％/年、C区建筑用地变化测度0.51％/年、D区建筑用地变化测度1.26％/年、E区建筑用地变化测度0.15％/年；某市新建建筑用地变化测度0.54％/年、改扩建建筑用地变化测度0.12％/年。
[0035]依据建筑用地变化监测结果，D区增长速度最快，为1.26％/年；其次是B区，为0.53％/年；最后是E区，为0.15％/年。某市整体新建建筑用地变化面积增幅大于改扩建建筑用地变化面积。结合建筑用地信息分类图叠加分析表明某市建筑用地变化主要围绕A区、C区周边(地理上B区、D区均位于A区、C区周边)，城市扩展主要成圈层式向外扩展，城市布局具有典型的单中心特征，空间结构比较封闭。综上，以建筑用地变化为某市地理国情监测指标，构建建筑用地变化动态度模型，能够实现某市空间扩展动态监测，为城市规划管理、土地规划决策提供准确的城市地理信息数据。
[0036]尽管上面已经示出和描述了本专利技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本专利技术的限制，本领域的普通技术人员在不能脱离本专利技术的原理和宗旨的情况下在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于建筑用地变化动态度模型的地理国情监测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)、收集整理包括不同时期相同区域的历史影像、路网图、1:2000地形图、1:5000房屋面矢量图的数据资料；步骤2)、进行数据预处理，包括坐标转换和影像校正；步骤3)、采用面向对象的分类方法对不同时期相同区域的历史影像进行建筑用地信息提取；步骤4)、构建建筑用地变化动态度模型：其中，v为研究时段内建筑用地的变化动态度；n为研究区域内建筑用地变化的图斑个数；si为建筑用地变化图斑面积；s为研究区域的土地总面积；t为研究时段长，当t的单位为年时，v表示研究区域内建筑用地的年变化动态度；步骤5)、根据建筑用地变化动态度模型计算不同时期相同区域的建筑用地变化测度。2.根据权利要求1所述的基于建筑用地变化动态度模型的地理国情监测方法，其特征在于，所述步骤1)中，不同时期相同区域的历史影像需为分辨率优于0.2m的正射影像，影像拍摄时间间隔1年以上。3.根据权利要求1所述的基于建筑用地变化动态度模型的地理国情监测方法，其特征在于，所述步骤2)中，路网图、1:2000地形图、1:5000房屋面矢量图需要进行坐标转换，确保所有数据坐标系统一，以1:2000地形图为参照对不同时期相同区域的历史影像进行误差控制在0.5个像元以内的几何精校正。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：简煊祥，沈剑波，高诚鹏，
申请(专利权)人：福州市勘测院有限公司，
类型：发明
国别省市：