[發明專利]一種夜光與POI數據融合的城市建成區提取方法

在審

• 申請號: 202011397520.2
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112508386A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 張正鵬;卜麗靜;涂麗瑩
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26;G06K9/00;G06K9/40;G06K9/62
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1.一種夜光與POI數據融合的城市建成區提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：輸入城市對應的多時相夜光遙感影像數據；

S2：對步驟S1的多時相夜光遙感影像數據進行預處理；

S3：對步驟S2所得結果，采用FCM聚類方法，得到每個時相對應的初始城市建成區分類結果；

S4：輸入城市對應的POI數據；

S5：對步驟S4的POI數據進行核密度計算，得到POI核密度圖；

S6：對步驟S3所得的初始城市建成區分類結果和步驟S5所得的POI核密度圖，采用時空STNTL-POI指數進行融合分類，得到STNTL-POI城市建成區分類結果；

S7：對步驟S6所得的STNTL-POI城市建成區分類結果，采用二分法計算閾值DN_T，取大于DN_T為城市建成區，小于DN_T為非建成區。

2.根據權利要求1所述的一種夜光與POI數據融合的城市建成區提取方法，其特征在于，所述步驟S2中多時相夜光遙感影像數據預處理為輻射校正和降噪處理。

針對珞珈一號01星夜光數據的預處理為輻射校正，表達式為：

NTL_Luojia1-01＝DN^3/2·10^-10

其中，DN和NTL_Luojia1-01分別為輻射校正前后的影像亮度值。

針對DMSP-OLS和NPP-VIIRS夜光數據的預處理為降噪處理，包括以0.3為經驗閾值去微小燈光處理和利用多時相夜光影像中最大DN值為閾值過濾燈光異常值處理。

3.根據權利要求1所述的一種夜光與POI數據融合的城市建成區提取方法，其特征在于，所述步驟S5中第i個像元的核密度P_i表達式為：

其中，K_j為數據點j的權重；D_ij為像元i與數據點j的歐氏距離；R為計算規則區域的帶寬(D_ij＜R)；n為計算規則區域內數據點j的數量。

4.根據權利要求1所述的一種夜光與POI數據融合的城市建成區提取方法，其特征在于，所述步驟S6中時空STNTL-POI指數的表達式為：

其中，為步驟S3所得初始城市建成區分類結果J在空間鄰域中屬于第i類像元的個數，Z_R為空間鄰域像元數，W_y為時間域上共T幀夜光數據的第y幀對應的時間權重。

5.根據權利要求1所述的一種夜光與POI數據融合的城市建成區提取方法，其特征在于，所述步驟S7中二分法閾值DN_T的表達式為：

ΔS(DN_T-1)≥ΔS(DN_T)≤ΔS(DN_T+1)

ΔS(DN_x)＝|S(DN_x)-Area|,x＝T-1,T,T+1

其中，DN_max為最大閾值，DN_min為最小閾值；S(DN_x)為統計閾值內燈光的斑塊面積；Area為統計年鑒中的建設用地面積；如果S(DN_T)＞Area，則DN_min＝DN_T；如果S(DN_T)＜Area，則DN_max＝DN_T。