[发明专利]基于夜光遥感数据的城镇空间特征指数构建及城镇体系评价方法在审

专利信息
申请号: 201811352464.3 申请日: 2018-11-14
公开(公告)号: CN109460445A 公开(公告)日: 2019-03-12
发明(设计)人: 张鹏飞;易航;耿利川 申请(专利权)人: 许昌学院
主分类号: G06F16/29 分类号: G06F16/29;G06F17/18;G06Q10/06
代理公司: 北京睿博行远知识产权代理有限公司 11297 代理人: 封明艳
地址: 461000 河*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 城镇空间 特征指数 体系评价 遥感数据 构建 城镇化 夜光 指数标准 城镇 空间复杂度 时间复杂度 灯光 灯光指数 基本单位 实际物理 权重 分析 采集 应用
【说明书】:

发明公开了一种基于夜光遥感数据的城镇空间特征指数构建及城镇体系评价方法。该方法包括如下步骤:A、采集夜间灯光遥感数据;B、提取出城镇灯光区域为基本单位,构建一种无需确定权重、具有实际物理意义、计算的时间复杂度和空间复杂度均较低的灯光指数作为城镇空间特征指数;C、获得用于区域城镇化体系评价分析的指数标准,并利用上述指数标准对区域城镇化体系进行评价。本发明首次准确构建了基于夜光遥感数据的城镇空间特征指数,并将该指数用于城镇体系评价,在区域城镇化分析的实际应用中,体现出来巨大的实用价值。

技术领域

本发明涉及空间遥感技术领域,尤其是一种空间遥感数据用于城镇空间特征指数构建及城镇体系评价的技术方法。

背景技术

城市作为区域发展的政治中心和经济中心,可有效带动周边地区各个方面的发展。因此,城镇化发展已成为人类社会发展的必由之路。在一定程度上,城镇化水平能综合反映该区域的经济和社会的发展状况。城镇化发展水平的高低与该地区资源禀赋、生态环境、生活方式、价值观念以及经济发展状况等因素密切相关。城镇化水平可用来衡量城镇化建设进程快慢,而城镇化质量可用来衡量区域城镇化建设中产业结构、基础设施建设以及人民生活水平等方面的优劣。城镇化发展水平与质量是城镇化发展过程中及其重要的两方面。改革开放以来,我国经历了高速的城镇化发展过程。特别是近几年来,我国城镇化发展获得平稳提升。当前我国经济增长已进入“三期叠加”的新时期。再次阐明对新型城镇化发展的要求,提出“推动新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展”。城镇化是必由之路,是推动我国经济发展的关键。但城镇化快速发展过程中累积的环境污染、资源浪费、产业支撑力不足、基础设施及公共服务不足、创新力不足以及城乡二元结构等问题降低了我国城市化发展质量。我国城镇化建设存在发展不充分与不平衡的矛盾。因此,研究地区城镇化发展水平与城镇化发展质量之间的协调性,对于推动地区城镇化建设、实现可持续发展具有重要的理论意义。

早期针对城市扩张及城镇化发展的研究主要采用统计数据分析,在当今在经济建设快速发展,城市建设步伐加快的情况下,传统的统计数据分析法存在时间间隔较长,无法反映空间状况等缺点,难以及时反应区域内及区域间城镇化发展时空演变状况。随着美国防卫气象卫星计划(DMSP,Defense Meteorological Satellite Program)的开展,DMSP/OLS夜间灯光影像的出现使大尺度空间下的城镇化发展研究成为可能,但DMSP/OLS夜间灯光数据截至2013年。

由于夜间灯光遥感数据和人类活动有较高的相关性,因此,可以用于社会经济发展的评估依据。对于城镇化,夜间灯光数据可从多个角度进行反演,提供准确、直接、省时、省力的方法。同时夜间灯光数据不仅能够监测城镇化的发展过程,还可以分析城市群的时空演化模式以及城市体系,城市化对生态环境的影响,人口估算,经济发展状况,政治关联研究,电力能源消耗研究等自然科学和社会科学方面的研究。据统计数据表明的,区域繁荣程度与地区照明设施密度有较高的相关性。更进一步的研究表明,国内生产总值(GDP)与之也有较高的相关性。很多研究同时显示,发达国家由于拥有相对较完善的统计系统,夜间灯光数据无法提供太多额外信息,而发展中国家夜间灯光数据可以从侧面提供一定的辅助信息。截至目前,国内外研究人员已经成功将DMSP/OLS数据用于城镇化发展的研究。例如,Sutton利用1994-1995年间夜间灯光数据估算人口密度;Imhoff等则利用灯光数据估算城市面积及城镇化对土地资源的影响;Gall等利用夜间灯光数据分析热岛效应对区域小气候的影响;Elvidg等通过研究证明各国夜间灯光面积与国内生产总值高度相关,并建立了基于夜间灯光数据的中国人口估算模型;陈晋等利用灯光数据建立中国城镇化发展评价指数,分析了我国城镇化发展的特征。

然而,由于现有夜间灯光数据时间范围(1992-2013年)、时间分辨率(1年)以及空间分辨率(1km)的限制,国内外研究人员使用美国DMSP/OLS夜间灯光数据对城镇化发展的过程中,时间集中在1992-2013年间,每年仅覆盖全球一次且研究区域多集中在较大区域。针对当前高速发展的城市建设,DMSP/OLS数据较为陈旧,且不能体现区域城镇化发展时间与空间的细节变化。

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