[發明專利]一種基于POI和高分辨率遙感影像提取城市功能區的方法

在審

• 申請號: 201710833698.9
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN109508585A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 李新虎;宋金超;吝濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院城市環境研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06K9/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于遙感影像和POI的功能區識別方法，使用的數據包括高分二號遙感影像和網絡POI點數據以及實地采樣數據，處理過程為：a、將遙感影像進行預處理，統一多源數據的坐標系統；b、進行城市功能和POI分類，將POI圖層歸類為功能圖層；c、基于遙感影像進行分割和分類，得到分割矢量數據和非建成區土地利用數據；d、將POI數據按照規則追加至破碎圖斑，得到破碎的功能圖斑；e、將破碎圖斑按照權重值及計算公式追加至街區圖斑，得到以街區為單位的城市功能分區。

技術領域

本發明屬于城市地理中遙感信息技術應用領域，重點解決城市內部功能區的識別問題，基于遙感影像和網絡POI數據識別城市功能區，解決了遙感影像不能準確識別城市內部土地利用的問題，同時使POI數據面狀化并具有邊界屬性，兩種數據的結合使用可客觀、快速、準確識別城市功能區，既可用于城市建成區的動態研究，也有助于研究城市內部活動等的相關問題。

背景技術

遙感影像已廣泛應用于地球表面土地覆被、大氣質量、氣溫反演等相關研究，在城市地理學中，主要使用遙感影像提取城市土地利用類型，用于研究城市建成區擴張、城市內部土地利用變化、城市建成區對非建成區的脅迫等。在目前利用遙感影像識別城市建成區的研究中，常用的有監督分類、非監督分類、面向對象等方法，識別結果中水體、林地、農地等自然形態較為明顯的地物精度較高，而居住小區、商業中心、學校醫院等公共服務區域識別精度較低。網絡POI數據目前較多的應用與城市人口活動分析，空間布局研究等，其特點是分類詳細，點密度較大，覆蓋全面，有助于從細節上研究城市功能的空間布局。

目前基于遙感影像的城市研究中，以TM影像研究大尺度的城市擴展為主，在城市內部中，利用高分辨率遙感影像分析非建成區及其動態變化等，由于居住區、商業區、公共服務等建筑物的屬性難以從遙感影像確定，因此遙感影像識別具有社會屬性地物的準確率較低；POI數據的應用分析相對較少，目前其應用于城市建成區的研究中，主要方法是計算道路緩沖區范圍內點的密度，研究沿道路方向上的城市功能區分布特征。以點密度為基礎的方法具有一定的缺點，由于不同類型的功能點密度差距較大，在構建功能權重指標體系的過程中，各類型功能權重難以確定統一標準，影響區功能區識別的準確率。

發明內容

本發明的目的是根據遙感影像具有的自然屬性劃分斑塊，根據POI具有的社會屬性識別功能，將自然斑塊與功能屬性結合，基于道路斑塊進行城市功能區劃。具體包括以下內容：

一種基于遙感影像和網絡POI數據的功能區識別方法技術流程圖見圖1，主要包括以下步驟：

A、城市功能及POI分類

按照人類活動和土地利用類型對城市功能進行分類，分為居住、小商業、購物中心、工業、公司、公共服務、交通、農業、生態，其中公共服務根據影響范圍分為三級，具體POI歸類表1。

表1 城市功能及POI分類

B、遙感影像分割、分類

在ENVI平臺上對遙感影像進行分割、分類，形成道路斑塊，并設置合適的參數得到以建筑物為單位大小的矢量斑塊（功能破碎斑塊），然后進一步將遙感影像分類，得到農業用地、生態用地、水體等基礎數據。

C、 POI功能追加

POI追加至破碎圖斑

首先將POI數據追加至功能破碎斑塊中，按照功能重要性確定破碎斑塊功能，即

公服一級>居住>工廠>公司>二級公服>三級公服>小商業點

破碎圖斑追加至街區斑塊

a、使用特爾斐法，收集專家打分數據，構建城市功能權重指標體系，結果見表2。

表2 城市功能權重指標體系