[發明專利]一種基于多源數據的城市三生空間識別與格局分析方法

在審

• 申請號: 202110567216.6
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113298144A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 石巖;張陳為;趙冰冰;鄧敏
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

本發明公開了一種基于多源數據的城市三生空間識別與格局分析方法，包括確定城市內部三生空間分類體系，構建計算指標；獲取遙感影像數據、POI數量數據和AOI面積數據，進行數據處理與指標計算；對處理后的數據進行三生空間分類與識別，訓練并生成三生空間分類模型；根據訓練出的模型預測整個研究區內其他空間單元的三生類型；對研究區進行三生空間格局分析。本發明利用多源數據，并采用隨機森林的方法，識別更加精確快速，可信度高。

技術領域

本發明屬于地理信息科學技術領域，具體涉及一種基于多源數據的城市三生空間識別與格局分析方法。

背景技術

隨著我國經濟快速增長，常住人口城鎮化率不斷上升，提出了三生空間的理念，將國土空間劃分為生活、生產和生態空間三類。在三生空間分類識別方法上，當下三生空間識別方法主要分為三種：一是歸并分類法，通過對現有土地利用分類進行劃分進行識別；二是量化測算法，通過計算空間不同的功能價值對其進行分類；三是數據驅動法，主要以不同類別的POI(Point of Interest,興趣點)數據作為分類依據。這些方法使用的數據源較為單一，不同的數據類型均具有一定缺點，例如數據精細度低、更新速度慢、表征范圍不準確等，且分類過程中大量依賴人工定權，主觀因素影響較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于多源數據的城市三生空間識別與格局分析方法，該方法精度高，更新快。

本發明提供的這種基于多源數據的城市三生空間識別與格局分析方法，包括如下步驟：

S1.確定城市內部三生空間分類體系，構建計算指標；

S2.獲取土地數據，進行數據處理與指標計算；

S3.對處理后的數據進行三生空間分類與識別，訓練并生成三生空間分類模型；

S4.根據訓練出的模型分類整個研究區內其他空間單元的三生類型；

S5.對研究區進行三生空間格局分析。

所述的步驟S1，具體為對多源數據進行分類，得到城市空間的生活、生產和生態功能分類計算指標與計算方法；具體包括如下步驟：

A1.計算生活功能值；

A2.計算生產功能值；

A3.計算生態功能值。

所述的步驟A1，生活功能值的計算指標包括居住功能指標、休閑消費功能指標、教育科研功能指標、醫療保健功能指標和生活服務功能指標；居住功能指標計算方法為空間單元內住宅區AOI(Area of Interest,興趣區域)面積占比；休閑消費功能指標計算方法為空間單元內餐飲類、住宿類和購物類POI數量；教育科研功能指標計算方法為空間單元內教育類AOI面積占比；醫療保健功能指標計算方法為空間單元內醫療類AOI面積占比；生活服務功能指標計算方法為政府機構、生活服務類和金融類POI數量；具體為：

其中，i＝1,2,3,4,5，1表示居住功能指標，2表示休閑消費功能指標，3表示教育科研功能指標，4表示醫療保健功能指標，5表示生活服務功能指標；LF_i為各項生活功能值；area(cell)為空間單元的面積；num(POI)_i表示空間單元內相應類別POI的數量；area(AOI)_i表示空間單元內相應類別AOI的面積。

所述的步驟A2，生產功能值的計算指標包括輔助生產功能指標、工業生產功能指標和生活服務業生產功能指標；輔助生產功能指標計算方法為空間單元內商務寫字樓AOI面積占比；工業生產功能指標計算方法為空間單元內公司企業和文化傳媒類POI數量；具體為：