[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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本發明提供了一種夜光與POI(Point of Interest，POI)數據融合的城市建成區提取方法。該方法包括對夜光數據進行輻射校正和降噪預處理；采用一種模糊聚類算法(Fuzzy C?means Clustering Methed，FCM)對夜光數據進行建成區的初步提取；構建一種融合夜光和POI時空特征的STNTL?POI(The Method of Fusing Spatiotemporal Nighttime light and Point of Interest，STNTL?POI)綜合指數，并利用二分法進行城市建成區的精提取。本發明的方法融合了夜光和POI的時空特征，提出了一種新的STNTL?POI綜合指數完成城市建成區的精提取。本發明方法的處理過程沒有近似，并且可在城市管理等領域中使用，可有效提高城市建成區的提取精度。

技術領域

本發明涉及城市建成區提取的技術領域，尤其涉及一種夜光與POI數據融合的城市建成區提取方法。

背景技術

夜光與POI數據融合的城市建成區提取方法，能提取城市建成區，可應用于分析城市交通擁擠、大氣污染、耕地減少和土地利用不均衡等一系列問題，輔助政府對城市進行監督管理以及規劃。

夜間燈光影像具有獨特的光電放大能力可以捕獲到夜間地表的微弱燈光,能夠直觀地反映人類活動強度,進而識別城市建成區分布強度,利用夜間燈光數據提取城市的建成區，能在很大程度上避免傳統多光譜遙感的光譜混淆。王欣等人針對燈光數據的缺陷與現有方法的不足，提出了一種融合多源遙感信息的城市建成區自動提取方法，(參考：王欣,程承旗,陳波.一種融合多維信息的城市建成區提取方法[J].地理信息世界,2019,26(5):73-78.)，但存在建成區邊界的提取精度易受遙感信息源精度的影響問題。Xu Z等人提出了基于POI核密度等值線分布規律來識別建成區的Densi-Graph分析方法，(參考：Xu Z,GaoX.A Novel Method for Identifying the Boundary of Urban Build-up Areas withPOI Adta[J].Acta Geographica Sinica,2016,71(6):928-939.)，該方法基于POI精確的位置和屬性信息，可彌補夜間燈光數據溢出的不足，但又易受POI采樣精度的影響。厲飛等人針對目前單獨使用夜間燈光數據提取建成區存在燈光溢出、提取的建成區邊界比實際邊界大且空間分辨率較低的問題，研究了將POI數據與兩種夜間燈光數據結合建立NTLPOI指數的方法，(參考：歷飛,閆慶武,鄒雅婧,劉保麗.利用POI提高夜間燈光數據提取建成區的精度研究——以珞珈一號01星和NPP/VIIRS數據為例[J].武漢大學學報(信息科學版),2019:1-14.)，該方法有效的將POI數據與夜間燈光數據結合在一起，但NTLPOI指數并未考慮時空上的連續性，從而影響建成區與非建成區的分類精度。

綜上，目前研究主要利用夜光或POI數據提取城市建成區，但仍存在夜間燈光溢出、建成區邊界破碎、零散圖斑過多等問題。本發明從多源異構時空數據融合角度出發，提出一種新的融合指數可有效利用夜光與POI數據的時空特征，提高城市建成區的提取精度。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的在于克服已有技術的不足之處，提出一種夜光與POI數據融合的城市建成區提取方法，采用STNTL-POI融合指數表達夜光與POI數據的時空特征，實現城市建成區的高精度提取，成果可應用于城市管理等領域用于提取城市建成區。

為實現上述目的，本發明提供了一種夜光與POI數據融合的城市建成區提取方法，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；