[發(fā)明專利]一種城市三維空間擴張模擬方法及裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110757436.5 | 申請日： | 2021-07-05 |
| 公開（公告）號： | CN113515798B | 公開（公告）日： | 2022-08-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉小平;趙林峰 | 申請（專利權(quán)）人： | 中山大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/13 | 分類號： | G06F30/13;G06F30/27;G06Q10/04;G06Q50/08;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06F111/08 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202 | 代理人： | 郭浩輝;顏希文 |
| 地址： | 510275 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 城市 三維空間 擴張 模擬 方法 裝置 | ||
1.一種城市三維空間擴張模擬方法，其特征在于，包括：
獲取模擬區(qū)域的土地利用數(shù)據(jù)、模擬區(qū)域中每一像元所對應(yīng)的影響土地利用變化的驅(qū)動力因子數(shù)據(jù)以及模擬區(qū)域中每一像元所對應(yīng)的影響建筑物高度變化的空間因素數(shù)據(jù)；
將所述土地利用數(shù)據(jù)以及所述驅(qū)動力因子數(shù)據(jù)輸入至已訓(xùn)練的發(fā)展概率預(yù)測模型中，以使所述發(fā)展概率預(yù)測模型預(yù)測出各土地利用類型在所述模擬區(qū)域的每一像元中的發(fā)展概率；
對所述模擬區(qū)域內(nèi)的所有像元進行迭代計算，預(yù)測每一所述像元經(jīng)過模擬后的土地利用類型并在模擬后的土地類型為城市用地時，將所述空間因素數(shù)據(jù)輸入到已訓(xùn)練的建筑物高度預(yù)測模型中，以使所述建筑物高度預(yù)測模型對像元上的建筑物的高度進行預(yù)測；其中，預(yù)測每一所述像元經(jīng)過模擬后的土地利用類型具體包括：對所述模擬區(qū)域進行鄰域劃分，根據(jù)每一像元所在的鄰域內(nèi)各土地利用類型的占比、各土地利用類型在每一像元上的發(fā)展概率、各土地利用類型間的轉(zhuǎn)換矩陣以及各土地類型的慣性系數(shù)，計算各土地利用類型在每一像元上的總分布概率，繼而根據(jù)各土地利用類型在每一像元上的總分布概率確定每一像元模擬后的土地利用類型；
在所述模擬區(qū)域內(nèi)的所有像元迭代完畢后，獲得所述模擬區(qū)域的城市三維空間擴張模擬結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的城市三維空間擴張模擬方法，其特征在于，所述根據(jù)每一像元所在的鄰域內(nèi)各土地利用類型的占比、各土地利用類型在每一像元中的發(fā)展概率、各土地利用類型間的轉(zhuǎn)換矩陣以及各土地類型的慣性系數(shù)，計算各類土地利用類型在每一像元上的總分布概率，具體包括：
將所述每一像元所在的鄰域內(nèi)各土地利用類型的占比、各土地利用類型在每一像元中的發(fā)展概率、各土地利用類型間的轉(zhuǎn)換矩陣以及各土地類型的慣性系數(shù)相乘，獲得各類土地利用類型在每一像元上的總分布概率。
3.如權(quán)利要求2所述的城市三維空間擴張模擬方法，其特征在于，所述根據(jù)各類土地利用類型在每一像元上的總分布概率，確定每一像元模擬后的土地利用類型，具體包括：
根據(jù)各類土地利用類型在每一像元上的總分布概率構(gòu)成輪盤，通過輪盤賭選擇算法確定每一像元經(jīng)過模擬后的土地利用類型。
4.如權(quán)利要求3所述的城市三維空間擴張模擬方法，其特征在于，所述發(fā)展概率預(yù)測模型的構(gòu)建方法，具體包括：
獲取所述模擬區(qū)域的歷史土地利用數(shù)據(jù)以及所述驅(qū)動力因子數(shù)據(jù)；
對所述歷史土地利用數(shù)據(jù)以及所述驅(qū)動力 因子進行采樣，獲得采樣數(shù)據(jù)；
將所述采樣數(shù)據(jù)輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進行訓(xùn)練，獲得所述發(fā)展概率預(yù)測模型。
5.如權(quán)利要求4所述的城市三維空間擴張模擬方法，其特征在于，所述建筑物高度預(yù)測模型的構(gòu)建方法，具體包括：
獲取所述模擬區(qū)域的歷史建筑物高度數(shù)據(jù)以及所述空間因素數(shù)據(jù)；
對所述歷史建筑物高度數(shù)據(jù)以及所述空間因素數(shù)據(jù)進行采樣，獲得第二采樣數(shù)據(jù)；
根據(jù)所述第二采樣數(shù)據(jù)通過隨機森林回歸算法進行模型訓(xùn)練，獲得所述建筑物高度預(yù)測模型。
6.如權(quán)利要求5所述的城市三維空間擴張模擬方法，其特征在于，通過均勻采樣或分層采樣對所述歷史土地利用數(shù)據(jù)以及所述驅(qū)動力 因子進行采樣，獲得所述采樣數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的城市三維空間擴張模擬方法，其特征在于，在將所述采樣數(shù)據(jù)輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進行訓(xùn)練之前，還包括：對所述采樣數(shù)據(jù)進行歸一化處理。
8.如權(quán)利要求7所述的城市三維空間擴張模擬方法，其特征在于，通過隨機采樣或分層采樣對所述歷史建筑物高度數(shù)據(jù)以及所述空間因素數(shù)據(jù)進行采樣，獲得第二采樣數(shù)據(jù)。
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