[發明專利]一種連通性分析的夜光影像城市等級分類方法

有效

• 申請號: 202010193084.0
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111814528B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 趙宗澤;王成;程鋼;王雙亭;王宏濤
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06V10/26;G06V10/764;G06Q50/26
• 代理公司: 鄭州銀河專利代理有限公司 41158
• 代理人: 范志遠

1.一種連通性分析的夜光影像城市等級分類方法，其特征在于，所述連通性分析的夜光影像城市等級分類方法包括以下步驟：

S1，夜光影像獲取，首先從夜光影像數據庫中獲取待分析評測地區夜光數據信息及影像信息；

S2，數據初步分析，首先根據連通性分析方法對S1步驟獲取影像進行連通性分析，獲得一個完整的連通區域，即零級連通區域；然后對零級連通區域內數據進行二次連通性分析及通過二值化運算，并采用基于分離連通性分析將零級連通區域內數據根據相似性劃分為若干一級連通區域，然后對各再次進行二值化運算并采用基于分離連通性分析將一級連通區域內數據根據相似性劃分為若干次級連通區域，直至完成對相似數據全部劃分分級，最終生成夜光影像上各級連通區域；

S3，構建分析模型，首先構建至少一個樹狀模型結構，然后將S2步驟劃分的各連通區域數據及連通分量依次帶入到樹狀模型結構中，在數據代入時，零級連通區域帶入到樹狀模型結構的樹干結構中，然后將一級連通區域帶入到與樹干結構連接的主體枝干結構中，并構成第零級連通區域，最后依次將各一級連通區域劃分的次級連通區域帶入到相應的樹狀模型各次級枝干結構中，從而完成對S2步驟分析數據建立統一的整體分析模型；

S4，模型數據分析，完成S3步驟分析模型構建后，對構成樹狀模型結構中的各節點屬性信息可以進行橫向和縱向檢索并數據運算；橫向檢索時，對S3步驟中樹狀模型結構第一級連通區域對應的夜光影最大強度、總強度和強度標準差進行計算，同時對第一級連通區域對應的城市最大面積、總面積和面積標準差三個參數統計計算；縱向檢索時，計算城市中心的樹結構的等級數和最大節點數量，通過構建第一級各節點的樹狀結構，從樹狀結構中得到等級數和最大節點數量，從而達到分析城市尺度結構的目的；

S5，城市中心確定和等級分類，首先結合S1步驟從夜光影像數據庫中獲取待分析評測地區夜光數據信息及影像信息及S2步驟劃分的各連通區域，設定城市中心為一個連續的連通區域，且該連通區域NTL夜光影像強度和發展面積都高于周圍區域，得到城市中心劃分基準參數要求，再結合S4步驟的模型數據分析結果，即可確定城市中心；然后將S4步驟的橫向和縱向檢索運算結果代入到城市綜合指標計算函數中進行計算，即可得到城市等級劃分結果。

2.根據權利要求1所述的一種連通性分析的夜光影像城市等級分類方法，其特征在于，所述S3步驟中，經過S2劃分后各級連通域中，NTL夜光影像中最小等級的節點是整個影像域，稱為樹的根，不會連接到更高級別的連通區域的節點稱為樹的葉節點；節點集和它們之間的鏈接構成了樹狀模型結構。

3.根據權利要求1所述的一種連通性分析的夜光影像城市等級分類方法，其特征在于，所述夜光影最大強度、總強度和強度標準差、城市最大面積、總面積和面積標準差的具體計算函數為：

夜光影最大強度：

總強度：

強度標準差：

城市最大面積：

總面積：

面積標準差：

其中：N為城市區域第1級節點數，ri為第i個節點的平均夜間時間光強值，ai是第i個結點的平均面積。

4.根據權利要求1所述的一種連通性分析的夜光影像城市等級分類方法，其特征在于，所述的城市綜合指標計算函數為：

其中：a、b、c、d為四個指標的權重系數，權重值可以根據某個指標的強調程度設置為不同的大尺寸，但權重之和必須等于1；TINi、TAi、LNi和MMNi是第i個城市的四個指標；TINmax、TAmax、LNmax和MMNmax是所有城市中最大的指標。