[发明专利]基于超像素分割的城镇开发边界划定方法

说明书

本发明涉及基于超像素分割的城镇开发边界划定方法，属于信息自动化技术领域。该方法执行如下步骤：步骤1）数据准备；步骤2）对步骤1）得到结果进行SLIC超像素分割；步骤3）将所述超像素分为显著超像素和非显著超像素，并确定扩展边界与约束边界；步骤4）边界协调与优化，划定城镇开发边界。本发明根据计算的城镇扩展潜力评价和阻隔约束评价，分割提取扩展边界和约束边界，耦合形成最终的城镇开发边界，避免了划分工作对用地规模预测的依赖。根据协调和优化调整规则，经过协调耦合，最终划定城镇开发边界。该方法适应性强，使用本方法可以精确且快速的划定城镇开发边界，满足实际生产的需要，相比传统的城镇开发边界划定方法更实用性。

技术领域

本发明涉及基于超像素分割的城镇开发边界划定方法，属于信息自动化技术领域。

背景技术

城镇作为人类生产生活的重要场所，是非农经济社会要素高度密集的综合体。然而随着城镇化进程快速推进，城镇建设用地规模急剧膨胀的弊端日益显现。“摊大饼”式的扩展带来了耕地资源被侵占、生态空间流失等问题，同时城镇规划的不合理和城镇边界的不明确，也带来了建设用地资源浪费等问题，严重影响城镇空间管理工作的有效展开。城镇开发边界作为一种控制城镇扩展蔓延的技术手段和政策工具，如何科学划定城镇开发边界、优化国土空间开发结构已成为中国新型城镇化建设中的重要内容之一。

在城镇开发边界划定研究方面，国内外各地的实践丰富了划定城镇开发边界的理论和方法，目前的城镇开发边界划定方法主要分为三种类型：增长模拟法、生态约束法和综合模型法。2015年，Sakieh等在“Journal of Housingthe Built Environment”上发表“Simulating Urban Expansion and Scenario Prediction Using A Cellular AutomataUrban Growth Model,SLEUTH,through A Case Study of Karaj City,Iran”，利用SLEUTH模型从紧凑和粗放两种情景预测城镇建设用地扩展情况，将二者结合划定城镇开发边界。2012年，王玉国等在“城市发展研究”上发表“基于土地生态适宜性评价的城市空间增长边界划定——以深汕特别合作区为例”，采用生态适宜性评价的方法，对土地的生态适宜性程度进行分级评析，进而确定城镇刚性增长边界和弹性增长边界。2016年，Jiang等在“Annalsof the American Association of Geographers”上发表“Using Urban DevelopmentBoundaries to Constrain Uncontrolled Urban Sprawl in China”，模拟研究区城镇建设用地扩展情况，考虑土地承载力评价结果和土地利用总体规划中划定的管制区范围，勾画出研究区的城镇开发边界。

然而现有的城镇开发边界划定方法，较多的是基于目标年城镇建设用地规模预测和城镇扩展模拟结果进行划定，划定的结果过于依赖对未来城镇用地规模的预测和模拟的精度，这种依赖极大的影响了城镇开发边界划定的结果。并且模拟形成的城镇建设用地需要通过外围勾勒形成城镇开发边界，不能自动提取生成结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如图实现减少对城镇规模预测的依赖性、实现城镇开发边界的自动提取的城镇开发边界划定方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：基于超像素分割的城镇开发边界划定方法，执行如下步骤：

步骤1)、数据准备；量化城镇扩展驱动因子和城镇扩展约束因子分别用于进行城镇扩展潜力评价和城镇扩展阻隔约束评价；

步骤2)、对步骤1)得到评价结果的数字图像进行SLIC超像素分割，并设定分割的超像素个数以及紧凑度；

步骤3)、以步骤1)评价结果的统计分布图的分布特征规律选择阈值，将所述超像素分为显著超像素和非显著超像素，并以城镇扩展潜力评价和城镇扩展阻隔约束评价所对应的显著超像素所形成的区域分别确定扩展边界与约束边界；