一种城乡建设集聚性的探测方法
【专利摘要】本发明提供了一种城乡建设集聚性的探测方法，所述方法包括：获取研究区在若干不同时间点的城乡建设用地空间矢量数据；制作不同尺度的空间网格；对不同尺度格网数据以研究区边界图层为掩模图层进行裁剪，获得与所述研究区匹配的不同尺度的标准范围格网；对于所述研究区每一个时间点的城乡建设用地数据，分别将不同尺度的所述标准范围格网与每一个时间点的所述城乡建设用地数据叠置融合，以便将每个时间点的城乡建设用地数据映射到不同尺度的所述标准范围格网；计算其内部各个单元格中城乡建设用地面积；计算所述研究区的城乡建设集聚性，空间成长性、区域差异性。本发明的方法可以用于指导城乡建设规划，为公路、铁路和其他基础设施建设选址提供依据。
【专利说明】一种城乡建设集聚性的探测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数据处理领域，具体涉及获得城乡建设集聚性的探测方法以及生成相 应城乡建设集聚性图的方法。
【背景技术】
[0002] 改革开放30多年来，中国正以前所未有的速度推进着工业化、城镇化进程。而工 业化、城镇化的快速发展，驱动着区域城乡关系、工农关系，以及产业结构、就业结构、消费 结构的快速转型。十八大提出"新型城镇化"战略，对加快建设城乡发展一体化新格局提出 了明确要求。因此，城乡发展转型过程、格局、模式与途径等科学问题，成为统筹城乡发展规 划与决策的前沿课题，也是地理学面向国家战略需求发挥综合研究优势的重要领域。
[0003] 城镇空间扩展必然导致土地非农化、城乡空间结构与格局的持续变化，而当前国 内城镇化研究多侧重于从人口的就业、居住、共享城市社会服务等。目前已有的城乡建设 发展方面的专利主要集中在两个方面：一是解决单一城市中心区确定问题。如申请号为CN 201210014509,名称为一种城市中心区位置和聚集强度的确定方法的专利申请；申请号为 CN201310164017,名称为一种基于集成度的城市中心区自动选址方法的专利申请。二是关 于城镇化评估模拟问题。如申请号为CN 201010146726,名称为基于核主成分分析的城市演 化模拟元胞模型处理方法的专利申请。
[0004] 目前针对城乡建设集聚性的探测还主要集中在城市中心区的选取，对其城乡发展 的过程和趋势均没有研究，更加没有应用。因此，构建一套能全面、综合地对城乡建设集聚 性进行探测识别的技术方法具有重要的现实意义。例如，可以根据城乡建设发展的趋势，有 针对性的指导铁路线路和站点的选址、输水输电工程的路线安排等。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明提出了一种新的城乡建设集聚性探测方法，并且本发明还 提出了一种生成城乡建设集聚性图的方法。本发明所生成的成像建设集聚性图可以为静态 的集聚性图，也可以为动态的集聚性图。基于动态的集聚性图城市规划人员可以合理地预 测城市的发展走向，指导铁路线路和站点的选址、输水输电工程的路线安排，主干道路的规 划设计等。
[0006] 具体而言，本发明提供了一种城乡建设集聚性的探测方法，其特征在于，所述方法 包括如下步骤：
[0007] 步骤1 :获取研究区在若干不同时间点的城乡建设用地空间矢量数据；
[0008] 步骤2 :制作不同尺度的空间网格；
[0009] 步骤3 :对不同尺度的空间网格数据以所述研究区的边界图层为掩模图层进行裁 剪，获得与所述研究区匹配的不同尺度的标准范围格网；
[0010] 步骤4:对于所述研究区每一个时间点的城乡建设用地数据，分别将不同尺度的 所述标准范围格网与每一个时间点的所述城乡建设用地数据叠置融合，以便将每个时间点 的城乡建设用地数据映射到不同尺度的所述标准范围格网，从而对于每一种尺度的标准范 围格网形成对应于不同时间点的含有城乡建设用地数据的多个标准范围数据格网；
[0011] 步骤5 :对于每种尺度的各个所述标准范围数据格网，计算其内部各个单元格中 城乡建设用地面积总和；
[0012] 步骤6 :对于每种尺度的各个所述标准范围数据格网，计算所述研究区的城乡建 设集聚性。
[0013] 在一种优选实现方式中，在所述步骤6中，所述研究区的城乡建设集聚性是通过 下式计算的：
【权利要求】
1. 一种城乡建设集聚性的探测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： 步骤1 :获取研究区在若干不同时间点的城乡建设用地空间矢量数据； 步骤2 :制作不同尺度的空间网格； 步骤3 :对不同尺度的空间网格数据以所述研究区的边界图层为掩模图层进行裁剪， 获得与所述研究区匹配的不同尺度的标准范围格网； 步骤4 :对于所述研究区每一个时间点的城乡建设用地数据，分别将不同尺度的所述 标准范围格网与每一个时间点的所述城乡建设用地数据叠置融合，以便将每个时间点的城 乡建设用地数据映射到不同尺度的所述标准范围格网，从而对于每一种尺度的标准范围格 网形成对应于不同时间点的含有城乡建设用地数据的多个标准范围数据格网； 步骤5 :对于每种尺度的各个所述标准范围数据格网，计算其内部各个单元格中城乡 建设用地面积总和； 步骤6 :对于每种尺度的各个所述标准范围数据格网，计算所述研究区的城乡建设集 聚性。
2. 根据权利要求1所述的探测方法，其特征在于，在所述步骤6中，所述研究区的城乡 建设集聚性是通过下式计算的：
其中，Xj是每个网格内城乡建设用地面积，wi;j是网格i和j的空间权重，i和j分别 代表两个网格的序号，η代表网格总数目。
3. 根据权利要求1所述的探测方法，其特征在于，所述方法还包括：基于同一尺度的对 应于不同时间点的标准范围数据格网，计算在某一时间段内所述标准范围数据格网中每个 单元格的建设用地扩展强度Li,
其中，AUi为所述时间段内城乡建设用地拓展增加面积，At为时间跨度，TLA为每个 单元格的土地总面积， 每个尺度，将所计算出的建设用地扩展强度LiR入公式（1)和（2)作为Xi，从而计算 出不同尺度条件下的动态城乡建设集聚性。
4. 根据权利要求3所述的探测方法，其特征在于，所述方法还包括： 基于所获得的动态城乡建设集聚性来计算在每个尺度下不同网格之间的城乡建设集 聚性差异。
5. 根据权利要求4所述的探测方法，其特征在于，所述动态城乡建设集聚性通过下式 计算： AG=Gtl-Gt2 (4) 式（4)中，Gtl、Gt2为两个年份同一位置对应网格的Getis-OdrGi指数。
6. 根据权利要求3-5中任意一项所述的探测方法，其特征在于，所述方法还包括： 获取所述研究区内对于城乡建设用地空间分布的影响因素数据； 对所述不同尺度的城乡建设用地网格融合数据和所述影响因素数据进行逻辑斯蒂回 归分析，获得城乡建设空间敏感性数据。
7. 根据权利要求6所述的探测方法，其特征在于，所述方法还包括： 对在各个尺度下所获得城乡建设空间敏感性数据进行受检者工作特性曲线（ROC)检 验，并且基于检验结果，确定多尺度网格的最优尺度，并且利用该最优尺度重新计算所述研 究区的城乡建设集聚性、动态城乡建设集聚性、城乡建设集聚性差异性、城乡建设空间敏感 性数据。
8. -种生成城乡建设集聚性图的方法，其特征在于，所述方法包括： 利用根据权利要求1中所述的方法获得研究区的城乡建设集聚性数据，并基于所述城 乡建设集聚性数据生成对应的城乡建设集聚性图；或者 利用根据权利要求2-7中所述的方法获得研究区的动态城乡建设集聚性数据、城乡建 设集聚性差异数据或者城乡建设空间敏感性数据，并且基于相应数据生成动态城乡建设集 聚性图、城乡建设集聚性差异图或者城乡建设空间敏感性图。
9. 一种城乡间主干公路线路选址方法，其特征在于，所述方法包括：利用根据权利要 求6或7所述的方法计算城乡建设空间敏感性数据，并且基于所述建设空间敏感性数据选 择所述城乡间主干公路线路的地址，以使得所述城乡间主干公路线路覆盖的敏感性数据值 最1?。
【文档编号】G06Q10/06GK104463442SQ201410689830
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】刘彦随, 杨忍, 陈玉福, 李裕瑞, 李玉恒 申请人:中国科学院地理科学与资源研究所