[发明专利]基于多时相遥感分析的村镇垃圾降尺度时空分布反演方法

说明书

基于多时相遥感分析的村镇垃圾降尺度时空分布反演方法，涉及市政工程、环境工程、遥感技术与计算机技术交叉领域。本发明是为了解决目前还没有针对村镇垃圾尺度时空分布的反演方法使目前对垃圾的数据分析与产量预测还有困难的问题。本发明包括：获取与研究区域相关遥感数据和空间地理数据的时空尺度统一相关数据；获取乡镇中L*L m的空间要素划分；获取时空尺度统一相关数据中各数据的特征值；然后利用特征值的统一加和和垃圾产量构成的数据集训练LSTM模型；通过训练好的模型获得生活垃圾产量与各空间地理特征相关关系，将相关关系代入网格获得每个网格中年垃圾产量，形成垃圾的时空分布降尺度反演结果。本发明用于对村镇生活垃圾收运装置进行提前布局。

技术领域

本发明涉及市政工程、环境工程、遥感技术与计算机技术交叉领域，特别涉及基于多时相遥感分析的村镇垃圾降尺度时空分布反演方法。

背景技术

生活垃圾规划管理，已经在国内外发展为了重要的新兴产业，引发了广泛的关注。为满足村镇场景下卫生环境的精细化管理建设需求，需要将生活垃圾相关数据的量级进行时间与空间尺度上的细化，以满足我国的无废城市建设指标中的人均日生活垃圾产量与转运系统覆盖范围的管理要求，保证其服务与管理功能的城乡一体全局覆盖，因此目前对生活垃圾的数据分析与产量预测成为本领域的研究重点。

目前，遥感数据的综合分析广泛应用于大气质量反演、河流水量反演过程，但是针对环卫宏观管理的应用研究鲜有人涉足；这是由于我国城镇高速发展场景下生活垃圾空间产生分布特征未明确，基础管理数据缺乏，数据管理断链的现实状况以及精确化管理，且管理尺度多以村为单位，对垃圾时空变化的分析尺度分辨率低，不满足我国当前农村高速发展，人口大幅度流动的现状。也就是说由于我国农村垃圾产生量少、垃圾分布分散、组分复杂使目前对垃圾的数据分析与产量预测还存在困难，从而造成了无法对村镇生活垃圾收运设置装置进行提前布局的问题。

发明内容

本发明目的是为了解决目前还没有针对村镇垃圾尺度时空分布的反演方法使目前对垃圾的数据分析与产量预测还有困难，进而导致了无法对村镇生活垃圾收运设置装置进行提前布局的问题而提出了基于多时相遥感分析的村镇垃圾降尺度时空分布反演方法。

基于多时相遥感分析的村镇垃圾降尺度时空分布反演方法具体过程为：

步骤一、获得乡镇区域边界内与研究区域相关的遥感数据和空间地理数据，并将遥感数据和空间地理数据空间尺度统一获取时空尺度统一相关数据；

所述研究区域边界内与研究区域相关的遥感数据和空间地理数据包括：研究区域地图底图与行政边界数据、NPP/VIIRS夜间灯光数据、Landset8土地利用数据、Aster地表高程数据、联合国WorldPop人口分布与定居点数据、全国水体轮廓数据、OSM交通路网数据；

步骤二、对步骤一获取的时空尺度统一相关数据进行裁剪，获取研究乡镇中L*L m的空间要素划分；

步骤三、对步骤二划分后每个网格中的时空尺度统一相关数据进行预处理获取时空尺度统一相关数据中各数据的特征值；

步骤四、综合步骤三中获取的所有特征值，将研究乡镇中包含的所有网格内的步骤三获取的所有特征值进行统一加和，作为垃圾反演预测过程中的一组自变量，将乡镇的垃圾产量作为因变量，获得由自变量和因变量构成的反演分析过程中的分析数据集，然后编写模型LSTM模型，获得训练好的LSTM模型即得到了生活垃圾产量与各空间地理特征的相关关系；

步骤五、将步骤四获得的生活垃圾产量与各空间地理特征的相关关系带入到步骤二划分的每一个网格中，将最近一年的研究区域相关的遥感数据和空间地理数据输入训练好的LSTM深度学习模型，得到数据计算后每个L*L m网格空间范围的年垃圾产量，所有网格的年垃圾产量形成生活垃圾的时空分布降尺度反演结果。

本发明的有益效果为：