一種城鄉建設集聚性的探測方法
【專利摘要】本發明提供了一種城鄉建設集聚性的探測方法，所述方法包括：獲取研究區在若干不同時間點的城鄉建設用地空間矢量數據；制作不同尺度的空間網格；對不同尺度格網數據以研究區邊界圖層為掩模圖層進行裁剪，獲得與所述研究區匹配的不同尺度的標準范圍格網；對于所述研究區每一個時間點的城鄉建設用地數據，分別將不同尺度的所述標準范圍格網與每一個時間點的所述城鄉建設用地數據疊置融合，以便將每個時間點的城鄉建設用地數據映射到不同尺度的所述標準范圍格網；計算其內部各個單元格中城鄉建設用地面積；計算所述研究區的城鄉建設集聚性，空間成長性、區域差異性。本發明的方法可以用于指導城鄉建設規劃，為公路、鐵路和其他基礎設施建設選址提供依據。
【專利說明】一種城鄉建設集聚性的探測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及數據處理領域，具體涉及獲得城鄉建設集聚性的探測方法以及生成相 應城鄉建設集聚性圖的方法。
【背景技術】
[0002] 改革開放30多年來，中國正以前所未有的速度推進著工業化、城鎮化進程。而工 業化、城鎮化的快速發展，驅動著區域城鄉關系、工農關系，以及產業結構、就業結構、消費 結構的快速轉型。十八大提出"新型城鎮化"戰略，對加快建設城鄉發展一體化新格局提出 了明確要求。因此，城鄉發展轉型過程、格局、模式與途徑等科學問題，成為統籌城鄉發展規 劃與決策的前沿課題，也是地理學面向國家戰略需求發揮綜合研究優勢的重要領域。
[0003] 城鎮空間擴展必然導致土地非農化、城鄉空間結構與格局的持續變化，而當前國 內城鎮化研究多側重于從人口的就業、居住、共享城市社會服務等。目前已有的城鄉建設 發展方面的專利主要集中在兩個方面：一是解決單一城市中心區確定問題。如申請號為CN 201210014509,名稱為一種城市中心區位置和聚集強度的確定方法的專利申請；申請號為 CN201310164017,名稱為一種基于集成度的城市中心區自動選址方法的專利申請。二是關 于城鎮化評估模擬問題。如申請號為CN 201010146726,名稱為基于核主成分分析的城市演 化模擬元胞模型處理方法的專利申請。
[0004] 目前針對城鄉建設集聚性的探測還主要集中在城市中心區的選取，對其城鄉發展 的過程和趨勢均沒有研究，更加沒有應用。因此，構建一套能全面、綜合地對城鄉建設集聚 性進行探測識別的技術方法具有重要的現實意義。例如，可以根據城鄉建設發展的趨勢，有 針對性的指導鐵路線路和站點的選址、輸水輸電工程的路線安排等。
【發明內容】
[0005] 針對上述問題，本發明提出了一種新的城鄉建設集聚性探測方法，并且本發明還 提出了一種生成城鄉建設集聚性圖的方法。本發明所生成的成像建設集聚性圖可以為靜態 的集聚性圖，也可以為動態的集聚性圖。基于動態的集聚性圖城市規劃人員可以合理地預 測城市的發展走向，指導鐵路線路和站點的選址、輸水輸電工程的路線安排，主干道路的規 劃設計等。
[0006] 具體而言，本發明提供了一種城鄉建設集聚性的探測方法，其特征在于，所述方法 包括如下步驟：
[0007] 步驟1 :獲取研究區在若干不同時間點的城鄉建設用地空間矢量數據；
[0008] 步驟2 :制作不同尺度的空間網格；
[0009] 步驟3 :對不同尺度的空間網格數據以所述研究區的邊界圖層為掩模圖層進行裁 剪，獲得與所述研究區匹配的不同尺度的標準范圍格網；
[0010] 步驟4:對于所述研究區每一個時間點的城鄉建設用地數據，分別將不同尺度的 所述標準范圍格網與每一個時間點的所述城鄉建設用地數據疊置融合，以便將每個時間點 的城鄉建設用地數據映射到不同尺度的所述標準范圍格網，從而對于每一種尺度的標準范 圍格網形成對應于不同時間點的含有城鄉建設用地數據的多個標準范圍數據格網；
[0011] 步驟5 :對于每種尺度的各個所述標準范圍數據格網，計算其內部各個單元格中 城鄉建設用地面積總和；
[0012] 步驟6 :對于每種尺度的各個所述標準范圍數據格網，計算所述研究區的城鄉建 設集聚性。
[0013] 在一種優選實現方式中，在所述步驟6中，所述研究區的城鄉建設集聚性是通過 下式計算的：
【權利要求】
1. 一種城鄉建設集聚性的探測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： 步驟1 :獲取研究區在若干不同時間點的城鄉建設用地空間矢量數據； 步驟2 :制作不同尺度的空間網格； 步驟3 :對不同尺度的空間網格數據以所述研究區的邊界圖層為掩模圖層進行裁剪， 獲得與所述研究區匹配的不同尺度的標準范圍格網； 步驟4 :對于所述研究區每一個時間點的城鄉建設用地數據，分別將不同尺度的所述 標準范圍格網與每一個時間點的所述城鄉建設用地數據疊置融合，以便將每個時間點的城 鄉建設用地數據映射到不同尺度的所述標準范圍格網，從而對于每一種尺度的標準范圍格 網形成對應于不同時間點的含有城鄉建設用地數據的多個標準范圍數據格網； 步驟5 :對于每種尺度的各個所述標準范圍數據格網，計算其內部各個單元格中城鄉 建設用地面積總和； 步驟6 :對于每種尺度的各個所述標準范圍數據格網，計算所述研究區的城鄉建設集 聚性。
2. 根據權利要求1所述的探測方法，其特征在于，在所述步驟6中，所述研究區的城鄉 建設集聚性是通過下式計算的：
其中，Xj是每個網格內城鄉建設用地面積，wi;j是網格i和j的空間權重，i和j分別 代表兩個網格的序號，η代表網格總數目。
3. 根據權利要求1所述的探測方法，其特征在于，所述方法還包括：基于同一尺度的對 應于不同時間點的標準范圍數據格網，計算在某一時間段內所述標準范圍數據格網中每個 單元格的建設用地擴展強度Li,
其中，AUi為所述時間段內城鄉建設用地拓展增加面積，At為時間跨度，TLA為每個 單元格的土地總面積， 每個尺度，將所計算出的建設用地擴展強度LiR入公式（1)和（2)作為Xi，從而計算 出不同尺度條件下的動態城鄉建設集聚性。
4. 根據權利要求3所述的探測方法，其特征在于，所述方法還包括： 基于所獲得的動態城鄉建設集聚性來計算在每個尺度下不同網格之間的城鄉建設集 聚性差異。
5. 根據權利要求4所述的探測方法，其特征在于，所述動態城鄉建設集聚性通過下式 計算： AG=Gtl-Gt2 (4) 式（4)中，Gtl、Gt2為兩個年份同一位置對應網格的Getis-OdrGi指數。
6. 根據權利要求3-5中任意一項所述的探測方法，其特征在于，所述方法還包括： 獲取所述研究區內對于城鄉建設用地空間分布的影響因素數據； 對所述不同尺度的城鄉建設用地網格融合數據和所述影響因素數據進行邏輯斯蒂回 歸分析，獲得城鄉建設空間敏感性數據。
7. 根據權利要求6所述的探測方法，其特征在于，所述方法還包括： 對在各個尺度下所獲得城鄉建設空間敏感性數據進行受檢者工作特性曲線（ROC)檢 驗，并且基于檢驗結果，確定多尺度網格的最優尺度，并且利用該最優尺度重新計算所述研 究區的城鄉建設集聚性、動態城鄉建設集聚性、城鄉建設集聚性差異性、城鄉建設空間敏感 性數據。
8. -種生成城鄉建設集聚性圖的方法，其特征在于，所述方法包括： 利用根據權利要求1中所述的方法獲得研究區的城鄉建設集聚性數據，并基于所述城 鄉建設集聚性數據生成對應的城鄉建設集聚性圖；或者 利用根據權利要求2-7中所述的方法獲得研究區的動態城鄉建設集聚性數據、城鄉建 設集聚性差異數據或者城鄉建設空間敏感性數據，并且基于相應數據生成動態城鄉建設集 聚性圖、城鄉建設集聚性差異圖或者城鄉建設空間敏感性圖。
9. 一種城鄉間主干公路線路選址方法，其特征在于，所述方法包括：利用根據權利要 求6或7所述的方法計算城鄉建設空間敏感性數據，并且基于所述建設空間敏感性數據選 擇所述城鄉間主干公路線路的地址，以使得所述城鄉間主干公路線路覆蓋的敏感性數據值 最1?。
【文檔編號】G06Q10/06GK104463442SQ201410689830
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月25日 優先權日:2014年11月25日
【發明者】劉彥隨, 楊忍, 陳玉福, 李裕瑞, 李玉恒 申請人:中國科學院地理科學與資源研究所