基于遙感和POI的城市功能語義分區(qū)研究

發(fā)布時間：2020-08-22 19:15

【摘要】：新時期如火如荼的城鎮(zhèn)化和智慧城市建設(shè)為城市發(fā)展注入了新的活力,推動了城市的快速發(fā)展,尤其帶動了經(jīng)濟的發(fā)展,但盲目追求快速的經(jīng)濟發(fā)展也為許多城市帶來了不少“城市病”。例如常年空氣污染,沙塵霧霾空氣爆表、交通堵塞、住房面積緊張、環(huán)境惡化、尤其共享單車盛行一時成為城市新型垃圾、就業(yè)困難、貧富差距更大等。城市問題的凸顯不但給城市的穩(wěn)定運行帶來巨大的負擔,也在一定程度上制約了城市本身的均衡發(fā)展。究其根本,隨著城市的發(fā)展由于未能因地制宜的制定合理的規(guī)劃,使得規(guī)劃和建設(shè)的矛盾日益突出。不論從城市規(guī)劃還是城市的建設(shè)與管理,都需要適時監(jiān)測城市發(fā)展的軌跡,尤其是空間內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分布和變化。全面、客觀、及時、準確的獲取與分析監(jiān)測城市功能區(qū)的空間分布和時空變化信息,進一步優(yōu)化城市各區(qū)域的職能分工和空間布局,以便對規(guī)劃做出及時的調(diào)整。因此,根據(jù)城市空間集聚效應(yīng),快速了解城市空間結(jié)構(gòu)及各功能用地的分布情況是非常必要的�，F(xiàn)場勘查和問卷訪談等傳統(tǒng)方式搜集資料,雖然是準確了解城市各功能區(qū)域現(xiàn)有分布情況的最直接方法,但對大片區(qū)大尺度城市的調(diào)查,存在工作量過于繁重,人力、物力消耗過大、成本過高、耗時長、實時更新困難等問題。而遙感技術(shù)具有技術(shù)發(fā)展迅速、數(shù)據(jù)采集速度快、探測范圍寬、動態(tài)更新快等特點,其空間細節(jié)信息越來越豐富,因此遙感技術(shù)在城市空間信息提取方面具有獨特的優(yōu)勢。但單純依賴遙感技術(shù)又存在技術(shù)成本高,對土地功能定義不夠細致、實時更新慢等問題。而網(wǎng)絡(luò)地圖興趣點(Point of Interest,POI)具備空間屬性及類型語義信息,恰恰補充了遙感空間信息缺乏功能屬性的缺點。鑒于此,本文結(jié)合影像特征、POI數(shù)據(jù)語義特征、路網(wǎng)數(shù)據(jù)的空間分割特征等,構(gòu)建了基于語義信息進行城市功能分區(qū)的方法模型,通過語義信息挖掘方法,將POI數(shù)據(jù)的空間影響力從點延展到面,進一步實現(xiàn)了城市功能用地的語義分類。主要成果如下:(1)通過分析高分辨率影像特征,基于面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO(shè)定特征規(guī)則能夠?qū)崿F(xiàn)較高精度的建設(shè)用地信息提取。(2)核密度分析準確的將POI數(shù)據(jù)影響程度從點擴展到面,很好的反映了城市功能在不同空間的集約利用程度。(3)在遙感技術(shù)提取的較高精度建設(shè)用地分布的基礎(chǔ)上,結(jié)合POI數(shù)據(jù)語義信息的深入挖掘,構(gòu)建了城市功能區(qū)語義模型,實現(xiàn)了較高精度的城市功能區(qū)劃分。(4)研究得到一套基于遙感和POI數(shù)據(jù)的城市功能語義分區(qū)方法,可結(jié)合城市功能分區(qū)結(jié)果以及城市特點進行城市空間布局合理性的精細分析。論文結(jié)合遙感技術(shù),依賴POI數(shù)據(jù)語義信息對城市土地功能影響力開展上述研究,并對研究結(jié)果進行應(yīng)用分析發(fā)現(xiàn)POI數(shù)據(jù)點的核密度空間分布、點的分布數(shù)量以及點的語義等級均與城市功能定義具有很強的相關(guān)性,定義城市功能的空間聚集情況從微觀分析會受到諸多定量因素的影響。該方法受到區(qū)域本身的限制較少,而且基于該方法進行城市功能分區(qū)后的結(jié)果與城市土地實際功能結(jié)果基本匹配,因而對于城市功能分區(qū)研究是有效的。本文將遙感技術(shù)、GIS技術(shù)、統(tǒng)計技術(shù)和POI數(shù)據(jù)語義屬性進行有效結(jié)合,為城市功能分區(qū)提供了新的思路和模型方法,有效地解決了傳統(tǒng)土地規(guī)劃及土地利用工作中城市土地功能屬性缺失的問題。該方法可以實現(xiàn)對城市空間結(jié)構(gòu)的劃分,對于加強城市功能區(qū)的合理規(guī)劃,協(xié)助城市公用設(shè)施建設(shè),健全城市服務(wù)功能,實時跟進城市規(guī)劃、城市建設(shè)以及城市運行三環(huán)節(jié)的管理,因此對城鎮(zhèn)化建設(shè)和發(fā)展具有重要意義。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P237
【圖文】：

行政區(qū)劃圖,行政區(qū)劃圖,北京市

感信息的城市功能語義分區(qū)方法，需要用到高分OI 數(shù)據(jù)、路網(wǎng)數(shù)據(jù)、規(guī)劃圖以及多種空間分析處工作。本章節(jié)主要介紹實驗數(shù)據(jù)的來源以及預(yù)處和國的首都，國家政治、文化、經(jīng)濟中心，北京富的社會歷史背景，高配置的資源供給，因而也。文中將從地理位置、人口、金融、工業(yè)、公共面對北京市經(jīng)濟、文化以及社會等背景進行簡要：北京地處華北平原，被河北省包圍環(huán)繞，毗鄰有多個區(qū)縣，詳見圖 2.1。

示意圖,空間變換,幾何校正,示意圖

圖 2.2 幾何校正空間變換示意c diagram of geometric correction 變換前后對應(yīng)像點坐標，因而校正的重要環(huán)節(jié)。數(shù)學方法上個同名控制點，通過控制點式系數(shù)的求解。多項式次數(shù)型越復雜，計算量相對也大何精度直接影響到多項式系明顯、分布均勻的若干個拐上的像元坐標值轉(zhuǎn)換正確，

影像圖,西城區(qū),小口,假彩色合成