一种基于高分辨率遥感影像的城市功能区识别方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于高分辨率遥感影像的城市功能区识别方法，使用数据包括高分辨率遥感影像，且参考《土地利用现状分类》和《城市用地分类与规划建设用地标准》，处理过程为：a.基于两种土地利用分类标准将城市土地利用类型重新组合，构建基于土地利用的城市功能分类体系；b.基于高分辨率遥感影像获取土地利用现状数据，并且按照上述城市功能分类体系将土地利用数据合并为功能数据；c.使用特尔菲法确定城市功能权重；d.根据城市边界范围建立地理格网系统，结合城市功能权重确定格元内的城市主导功能，得到城市功能区现状；e.经过实地调查，对基于高分辨率遥感影像识别城市功能区结果进行评价。摘要附图为数据处理流程图。
【专利说明】—种基于高分辨率遥感影像的城市功能区识别方法
【技术领域】
[0001]本发明属于城市地理中遥感信息技术应用领域，重点解决利用高分辨率遥感影像识别城市功能区的问题，构建城市功能分类体系并且实现城市功能区从理论到量化，获得城市功能区现状。本发明提出的方法解决了城市研究中受限于行政边界的问题，为分析城市空间中分布不均匀的数据提供理想平台，为城市功能相关问题提供基础条件。
【背景技术】
[0002]城市功能区的相关研究中，多注重理论研究而较少实现功能区现状的量化，城市功能区的划分多出现于城市规划中。在城市功能理论研究中，城市功能分类体系因标准不同得到的分类结果各异。
[0003]高分辨率遥感影像已广泛应用于城市用地类型划分，利用面向对象分类中地物的纹理、光谱特征等，可以较高精度的识别用地类型。地理格网系统技术已经成熟，可以依据不同数据类型建立不同形状、大小的格元，地理网格系统为分析空间不均匀的数据提供理想平台，为多要素空间叠加分析提供基础。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是根据城市功能特点，从自然要素和人类活动角度出发，以地块上的产业特点、人类活动特点、环境特征、服务对象为原则将城市土地对城市用地进行重新整合，构建城市功能分类体系，并且以高分辨率遥感影像提取的城市土地利用现状为基础数据，使用地理格网系统和功能权重确定城市功能区现状。具体包括以下内容:
一种基于高分辨率遥感影像的城市功能区识别方法技术流程见图1，主要包括以下步骤:
A、构建城市功能分类体系
a.交通设施用地、公用设施用地、绿地本质上是为公众服务，不以盈利为目的，因此在城市土地功能分类中将交通设施用地、公用设施用地、绿地归入公共管理与公共服务功能用地；由于港口和机场发挥交通枢纽作用，因此将港口用地和机场用地归为交通设施用地；《标准》中特殊用地未归入城市建设用地，但特殊用地(如监狱、拘留所)具有社会功能，因此将其归于公共管理与公共服务功能；
b.《标准》中工业用地与物流仓储用地分别为两大类，但由于工业与仓储都服务于城市经济，因此在城市土地功能分类中将工业用地和仓储用地归为工业功能；
c.水域、农林用地、沼泽地、不用于畜牧业等的草地都属于非建设用地，但可为城市提供生态服务或食物等，参考《土地利用现状分类》，在城市用地功能分类中增加生态服务功能和农业生产功能，其中生态服务包括林地、水体、人工草地、湿地等，农业生产用地包括耕地、园地、牧草用地等；另外，将裸地、空闲地或在建工地等列为未利用土地。
[0005]d.完全基于土地功能构建城市功能分类体系，每种功能的用地范围参考《土地利用现状分类》和《城市用地分类与规划建设用地标准》。
[0006]B、确定城市功能权重
参照特尔菲法:将调查情况整理成问卷形式，分别向有关专家咨询，对六种功能的重要程度进行排序，序号越小，重要程度越高，整理第一轮的专家意见；然后发给专家进行第二轮咨询，专家基于第一轮六种功能重要性的统计结果，设定每种功能的权重范围；第三轮专家基于已有的权重范围，确定每种功能的具体权重值。
[0007]C、基于地理格网系统获得城市功能区现状
依据城市功能分类体系，将从遥感影像获取的用地类型数据统一成为城市功能二级类，然后根据城市边界建立地理网格系统，依据地块大小选定合适的格元。基于城市功能二级类数据和功能权重,利用公式A=a*I (其中a为每种功能所占面积，I为每种功能对应权重值)，计算确定格元内的城市主要功能。计算结果中A的最大值所对应的功能即为该格元的主导功能，即城市功能。每个格元代表区域面状特征，相邻格元形成的片状区域即形成城市功能区划。然后实地采样对识别结果进行准确性评价，直至准确度超过80%为最佳识别结果。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是一种基于高分辨率遥感影像的城市功能区识别方法的技术流程图；
图2是城市功能分类体系图；
图3是宁波市城市功能区现状图。
【具体实施方式】
[0009]本发明一种基于高分辨率遥感影像的城市功能区识别方法可以通过以下实施例进行说明:
A、根据上述土地分类和城市功能分类的方法，从自然要素和人类活动角度出发，以地块上的产业特点、人类活动特点、环境特征、服务对象为原则将城市土地对城市用地进行重新整合，构建城市功能分类体系。将城市功能分为六种:居住功能、公共管理与公共服务功能、商业功能、工业功能、农业功能、生态功能。城市中未利用土地属于无功能区，没有列入城市功能表，在城市功能区量化中作为无功能区。将六种城市功能依据其产出结果的性质，将二级功能归为三大类，即一级功能:生态功能、经济功能、社会功能。城市功能分类结果如图2，用地类型参考《土地利用现状分类》和《城市用地分类与规划建设用地标准》。
[0010]B、选择宁波市为实施案例城市，整理相关资料后将调查情况整理成问卷形式，分别向有关专家咨询，对六种功能的重要程度进行排序，序号越小，重要程度越高，整理第一轮的专家意见；然后发给专家进行第二轮咨询，专家基于第一轮六种功能重要性的统计结果，设定每种功能的权重范围；第三轮专家基于已有的权重范围，确定每种功能的具体权重值。
表1城市功能权重指标
【权利要求】
1.一种基于高分辨率遥感影像的城市功能区识别方法，其特征在于以下步骤: A、根据城市功能特点和土地分类标准，将城市土地利用类型重新整合，构建城市功能分类体系； B、基于遥感影像获取的土地利用数据和城市功能分类体系，利用地理网格系统和功能权重获得城市功能区现状。
2.根据权利要求1所述的一种基于高分辨率遥感影像的城市功能区识别方法，其特征在于:整合《土地利用现状分类》和《城市用地分类与规划建设用地标准》中的土地分类，基于城市土地利用和功能特点，根据土地服务性质和人类活动将土地利用类型重组，使城市功能分类体系及其所包含用地类型更贴近城市功能相关研究的特点。
3.根据权利要求1所述的一种基于高分辨率遥感影像的城市功能区识别方法，其特征在于:使用特尔菲法，确定城市功能权重；根据城市范围建立地理格网系统，依据城市功能分类体系和功能权重确定每个格元的主导功能，最终得到城市功能区现状。
【文档编号】G06K9/62GK104200223SQ201410430676
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】李新虎, 宋金超, 叶红, 张国钦 申请人:中国科学院城市环境研究所