CN111414449A - 一种基于多源数据的地块单元信息画像方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多源数据的地块单元信息画像方法，涉及地理信息的应用技术领域，将地表覆盖地块单元的分类规则与全国国土调查土地分类中可以匹配的类型进行规则映射，实现部分类型属性信息的画像，再将地理国情城镇综合功能单元面按照类型对地表覆盖进行空间直接映射，然后将基础测绘的围墙用地范围数据结合国情综合功能单元点、基础测绘居民地地名点、天地图POI数据进行空间间接映射。该基于多源数据的地块单元信息画像方法，克服了传统土地利用调查周期较长、工作效率低的缺点，通过多源数据将更新的低频数据和高频数据融合共用，利用国情数据等高频率更新的优势，大幅度提高了空间画像的效率，缩短了土地利用时空画像的周期。

Description

一种基于多源数据的地块单元信息画像方法

技术领域

本发明涉及地理信息的应用技术领域，具体为一种基于多源数据的地块单元信息画像方法。

背景技术

目前，政府决策和土地利用规划等工作对地块单元详细用地功能的需求非常迫切，但传统的内外业结合的土地利用类型调查方法数据获取难度大、周期长。因此，在地理信息领域多采用现有的数据对地块单元进行信息画像，实现地块单元土地利用分类及三维空间形态的精细刻画，为土地决策等提供生产方法和参考依据。

现有的方法主要根据土地自然地表地物的数据与国土调查土地分类直接进行分类规则映射，或者采用兴趣点结合影像进行人工的用地类型范围勾画，或者采用一至两种辅助数据进行地类的划分。但由于多类采集指标体系的不同，完全基于分类标准的转换，结果的准确程度不能满足现有的用地功能需求，而依靠影像进行用地功能范围的勾画也存在着判读错误及分类准确度不够高的问题，且工作量大，工作周期长、效率低。然而采用一至两种空间数据的辅助判断，空间映射的误差较大，且地块功能信息画像的颗粒度达不到地类成果应用的要求，为此提出了一种以地表覆盖数据为本底，基于地理国情、基础测绘、天地图等多源数据进行地块单元信息画像的方法，实现地块单元属性分类及三维空间等信息的精细刻画。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于地理国情、基础测绘、天地图等多源数据的地块单元的信息画像方法，利用多源数据通过分类规则映射、空间图形映射、语义映射、用地细分等多个方法对地表覆盖地块进行空间形态、用地分类、建筑物高度信息等多个维度的信息画像，突破了传统方法单一维度信息的画像，并解决了地表覆盖难以进行精细分类的问题，得到精度较高的地块单元分类结果和实用性较强的画像方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于多源数据的地块单元信息画像方法，包括以下步骤：

S1、将地表覆盖地块单元的国情分类代码与第三次全国国土调查(后简称三调)土地分类方案中确定匹配的类型进行属性分类规则的映射，实现部分类型属性分类信息画像；

S2、将地理国情城镇综合功能单元(面)按照三调土地分类方案进行分类，并且将分类结果按照地类将地表覆盖地块单元进行空间直接映射，实现空间形态及分类的画像；

S3、将基础测绘成果中的围墙、篱笆、栅栏三类线状数据进行规定阈值的延伸，并与基础测绘成果中相交的面状房屋按照规定的容差进行联合图形转换，生成围墙栅栏等占地范围的地块单元用地范围面(后简称围墙范围面)；

S4、将多源数据点包括国情综合功能单元(点)、基础测绘居民地地名点、天地图POI按照三调土地分类方法进行类型划分；

S5、将S4步中得到的分类后点数据对地表覆盖地块单元进行空间间接映射实现空间信息画像，将点按照商业服务业用地、工矿仓储用地、住宅用地、公共管理与公共服务用地、特殊用地、交通运输用地下设的二级类型分别进行围墙范围面的空间选取，再用选取的围墙范围面空间映射地表覆盖地块单元进行空间归类和赋值，由于地表覆盖中的植被数据综合性较强，在地表覆盖数据的映射和赋值的过程中，将被映射的地表覆盖数据中国情分类代码 (CC)开头为01、02、03、04类型且面积值大于4000㎡斑块结合影像进行排查，判断是否属于该功能用地范围，并对被映射的正确图斑进行分类赋值，其中教育用地排查面积阈值规定为6000㎡。

S6、所述S5步完成空间间接映射的画像以后，采用光伏电厂、污水池面、运动场、饲养场等基础数据辅助分类，将该类数据按照土地调查类型分别空间映射未分类的地表覆盖数据，并进行类型的划分，实现进一步辅助画像。

进一步地，通过辅助画像后，采用城镇综合功能单元(点)和居民地地名点按照类型对地表覆盖中仍未分类的数据进行语义映射并分类，分别对工业用地、住宅用地、商业服务业用地、公共管理与公共服务等类型进行语义选取和分类赋值，通过语义映射进行画像。其中几种辐射范围较大的类型按照规定的容差对地表覆盖进行选取；再采用天地图POI中的工矿用地、医疗设施用地、住宅用地按照语义选择并分类赋值。

进一步地，进行水域用地的地块信息画像：先将地理国情要素采集内容的水域数据按照土地调查的土地利用类型进行分类，然后将分类后数据空间联接地表覆盖的水域用地数据，进行类型划分；将地表覆盖中仍未分类的水域用地依照国情代码进行分类，将水渠用地分类为土地用地类型的沟渠用地；再将地表覆盖中余下的未分类水域用地计算斑块长宽比，长宽比值阈值大于5 的斑块分类为沟渠用地，其他分类赋值为坑塘用地。

进一步地，完成水域用地详细分类后，将地表覆盖的铁路与道路用地进行道路等级属性信息的画像：将地理国情要素的公路线层按照道路类型和宽度等属性，分别生成高速、国道、省道、县道、乡道、主干道、专用公路的道路面用地，等级由高到低按照高速、国道、省道、县道、乡道、主干道、专用公路的顺序处理道路的共线及交叉问题，高等级道路用地优先于低等级道路用地，将其合并成统一的公路用地面，将得到数据与地表覆盖的交通用地进行空间联接，进行道路等级属性的细分。

进一步地，采用地理国情的城镇建成区范围将地表覆盖中房屋建筑区未分类的部分进行统一的划分，在建成区范围以内的归类为城镇住宅用地，在建成区以外的归类为农村宅基地；在完成房屋建筑用地的最终分类后，进行建筑物高度信息的画像：将基础测绘的居民地房屋数据与地表覆盖的房屋建筑区数据进行空间联接，将基础测绘房屋的高度信息对地表覆盖房屋建筑区进行映射，完成地表覆盖房屋建筑区建筑物高度信息的画像。

进一步地，将地表覆盖余下少量没有对应参考数据的裸露地表分类赋值为空闲地类型，完成整个地表覆盖地块单元的空间及属性信息画像。

有益效果如下：

1、该基于多源数据的地块单元信息画像方法，克服了传统土地利用调查周期较长、工作效率低的缺点，该方法中多源数据将更新的低频数据和高频数据融合共用，利用国情数据等高频率更新的优势，大幅度提高了空间画像的效率，缩短了土地利用时空画像的周期。

2、该基于多源数据的地块单元信息画像方法，突破了传统的生产方法，采用了属性规则映射、空间映射、语义映射等多种规则进行信息画像，设置了一定的弹性规则，进行自动化生产，提高了详细用地自动化生产的可操作性，步骤清晰可以复刻，具有很较高的可借鉴性。

3、该基于多源数据的地块单元信息画像方法，采用了多源数据进行数据生产，较好的借助了多源数据的多维度特征，刻画了属性分类、空间形态、建筑物高度等信息，在空间和属性上大大丰富了地块单元刻画的信息维度，具有较高的应用价值，为土地利用和决策提供了技术支撑。

附图说明

图1为本发明城镇综合功能单元中商业服务用地直接映射图；

图2为本发明空间间接映射图；

图3为本发明校内运动场辅助分类图；

图4为本发明空间语义映射图；

图5为本发明根据优先度对城镇住宅用地进行分类图；

图6为本发明多源数据的地块单元信息画像方法图。

具体实施方式

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种基于多源数据的地块单元信息画像方法，其实施步骤如下：

S1、将地表覆盖数据的国情分类代码与第三次全国国土调查(后面简称三调)土地分类方案中确定匹配的类型进行属性分类规则的映射，实现部分类型属性分类信息画像，需要映射的具体属性项如下表所示：

S2、空间直接映射进行空间信息画像：将国情城镇综合功能单元(面) 依照名称、国情分类码和行业代码根据三调土地分类方案进行分类，按照分类类型对地表覆盖数据进行直接空间映射，即空间替换。

实施例1

“达俊汽贸4S店”为例的一类城镇综合功能单元面按照分类标准分为商业服务业用地范围，直接将该商业服务范围直接替换地表覆盖处所在范围，该处的详细用地分类就是商业服务用地类型，如图1所示。

S3、将基础测绘成果中的围墙、篱笆、栅栏三类线状数据依次进行50m 的延伸，将延伸线分别以10m、20m、30m、40m、50m容差转换成面，依次取精度高的进行合并；再将延伸线与基础测绘成果中的相交的面状房屋按照0 米和10米的容差进行联合图形转换，将两部分转换的面合并生成围墙栅栏等占地范围的地块单元用地功能范围面(后面简称围墙范围面)。

S4、将多源数据点包括国情综合功能单元(点)、基础测绘居民地地名点、天地图POI按照三调土地分类进行类型划分。

S5、空间间接映射进行空间信息画像：将S4步中得到的分类后点数据对地表覆盖地块单元进行空间映射，将点按照商业服用业用地、工矿仓储用地、住宅用地、公共管理与公共服务用地、特殊用地、交通运输用地、水域及水利设施用地、其他土地等类型下设的二级类型分别进行围墙范围面的空间选取，再用选取的围墙范围面空间映射地表覆盖地块进行空间归类和赋值，由于地表覆盖中的植被数据综合性较强，在地表覆盖数据的映射和赋值的过程中，将被映射的地表覆盖数据中国情分类代码(CC)开头为01、02、03、04 类型且面积值大于4000㎡斑块结合影像进行排查，判断是否属于该功能用地范围，将不在该点所在范围的大面积错误斑块排除，并对被映射的正确图斑进行赋值，其中教育用地排查阈值规定为6000㎡。

实施例2

图2-(1)中将围墙要素进行预处理得到围墙用地范围。图2-(2)中将地理国情的城镇综合功能单元点“新沂市气象局”分类到公共管理与公共服务的机关团体用地，并且该点空间对应围墙范围面。图2-(3)中采用对应范围面空间映射国情地表覆盖数据，并分类为公共管理与公共服务用地的机关团体用地，完成这一区域的地块单元的空间信息画像；

S6、辅助要素的空间映射进行空间信息画像：在S5步完成空间间接映射以后，采用光伏电厂、污水池面、运动场、饲养场等基础辅助要素进行土地类型的划分，将每一类辅助要素按照土地调查类型直接空间映射未分类的地表覆盖数据，并进行详细用地功能的画像，其中规定学校运动场的空间选择容差为10m。

实施例3

学校运动场所属学校范围，归属教育用地类型，用运动场直接对未分类的地表覆盖斑块进行空间选择，并设置10m的选择容差，对所选择的斑块分类为教育用地，进行详细用地的类型划分，如图3。

S7、语义映射进行空间信息画像：在S6步中进行辅助要素的空间映射后，采用城镇综合功能单元(点)和居民地地名点按照土地分类对地表覆盖中仍未分类的数据进行语义映射，分别对工业用地、住宅用地、商服用地、公共管理与公共服务用地等类型的二级类进行语义选取和分类赋值，其中几种辐射范围较大的类型按照规定的容差对地表覆盖进行选取：工业用地类型点选容差范围为15m；商服用地中名称以“广场”字样结尾的地名，容差范围为 50m，并且避让地表覆盖中的交通用地和拆迁类型用地；公园与绿地用地中名称以“广场”字样结尾的地名，容差为50m，并且避让地表覆盖中的交通用地和拆迁类型用地；在公共管理与公共服务的教育用地类型中，选取地表覆盖未分类斑块，面积小于20000㎡的进行分类赋值；再采用天地图POI中的工矿用地、医疗设施用地、住宅用地点按照语义直接选择对应的未分类地表覆盖数据进行分类赋值，将被选择的地表覆盖数据中国情分类代码(CC)开头为01、02、03、04类型且面积值大于4000㎡斑块结合影像进行排查，判断是否真正属于该功能用地范围，对被映射的正确图斑进行赋值，其中赋值以后的地块中存在未赋值的地表覆盖“空洞”，统一将“空洞”面赋值同样的类型。

实施例4

城镇综合功能单元点“棋盘山商贸城”分类为商业服务地块单元，该类不设选择容差，直接将语义点选的地表覆盖斑块赋值为商服用地，并将商服用地中间的“空洞”面也批量赋值为商业服务用地，如图4所示。

在语义映射中，如果不同类型的地类点落在相同的斑块上，需要按照优先度进行类型赋值，规定优先度的规则是住宅用地高于商服用地，工业用地高于商服用地，交通运输用地高于商服用地，公共管理与公共服务用地高于商服用地，商服用地高于物流仓储用地。

实施例5

如住宅点和商业零售点同时落在小区所在范围的地表覆盖地块单元，由于住宅用地的优先度高于商服用地，将选中的斑块归类为住宅用地，如图5 所示。

S8、S7步的语义映射分类完成后，进行水域用地的信息画像：先将地理国情要素采集内容的水域数据按照土地调查的土地类型进行分类，然后将分类后数据空间联接地表覆盖的水域用地数据，进行类型划分；将地表覆盖中仍未分类的水域用地依照国情代码进行分类，将水渠用地分类为土地用地类型的沟渠用地；再将地表覆盖中余下的未分类水域用地计算斑块长宽比，长宽比值阈值大于5的斑块分类为沟渠用地，其他分类赋值为坑塘用地。

S9、在S8完成水域用地画像后，将地表覆盖地块中的铁路与道路用地进行道路等级属性的画像：采用地理国情要素的公路线层进行辅助分类，将其按照道路类型和宽度字段，分别生成高速、国道、省道、县道、乡道、主干道、专用公路的道路面用地，等级由高到低按照高速、国道、省道、县道、乡道、主干道、专用公路的顺序处理道路的共线及交叉问题，在共线及交叉地段，高等级道路覆盖等级道路用地，将其合并成最终的道路等级用地面，用该数据映射地表覆盖的道路类型用地，完成道路等级属性的画像。

S10、在S9步后采用地理国情的城镇建成区范围将地表覆盖中房屋建筑区未分类的部分进行统一的划分，在建成区范围以内的归类为城镇住宅用地，在建成区以外的归类为农村宅基地；在完成房屋建筑用地的最终分类后，进行建筑物高度信息的画像：将基础测绘的居民地房屋数据与地表覆盖的房屋建筑区数据进行空间联接，其中基础测绘房屋数据统一赋值一个均值层数，其中普通房屋统一赋值为3层，高层房屋统一赋值14层，超高层房屋统一赋值25层；将基础测绘房屋的高度信息对地表覆盖房屋建筑区进行映射，完成地表覆盖房屋建筑区建筑物高度信息的画像。

S11、将地表覆盖余下少量没有对应参考数据的裸露地表分类赋值为空闲地类型，完成整个地表覆盖地块单元的空间及属性信息画像。

该基于多源数据的地块单元信息画像方法，将地表覆盖地块单元的分类规则与全国国土调查土地分类中可以匹配的类型进行规则映射，实现部分类型属性信息的画像。其次，将地理国情城镇综合功能单元面按照类型对地表覆盖进行空间直接映射；将基础测绘的围墙用地范围数据结合国情综合功能单元点、基础测绘居民地地名点、天地图POI数据进行空间间接映射；采用基础地理信息数据进行进一步辅助映射；用多源数据点要素结合规定容差进行分类语义映射，通过一系列映射实现地块单元空间形态及分类信息的画像。再次，通过地理国情采集要素进行水域、交通地块单元的信息画像。最后，通过城镇建成区范围将地表覆盖最终未分类的房屋建筑区地块进行分类整合，并结合基础测绘居民地数据进行建筑物高度信息的画像。本发明形成了一套高效便捷的地表覆盖地块单元信息的画像方法，实现了属性分类、空间形态、高度等信息的画像，该方法准确度高，实用性强，对采用多源数据进行土地利用产品生产和土地分类调查研究具有重要意义。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于多源数据的地块单元信息画像方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将地表覆盖地块单元的国情分类代码与第三次全国国土调查(后简称三调)土地分类方案中确定匹配的类型进行属性分类规则的映射，实现部分类型属性分类信息画像；

S2、将地理国情城镇综合功能单元(面)按照三调土地分类方案进行分类，并且将分类结果按照地类将地表覆盖地块单元进行空间直接映射，实现空间形态及分类的画像；

S3、将基础测绘成果中的围墙、篱笆、栅栏三类线状数据进行规定阈值的延伸，并与基础测绘成果中相交的面状房屋按照规定的容差进行联合图形转换，生成围墙栅栏等占地范围的地块单元用地范围面(后简称围墙范围面)；

S4、将多源数据点包括国情综合功能单元(点)、基础测绘居民地地名点、天地图POI按照三调土地分类方法进行类型划分；

S5、将S4步中得到的分类后点数据对地表覆盖地块单元进行空间间接映射实现空间信息画像，将点按照商业服务业用地、工矿仓储用地、住宅用地、公共管理与公共服务用地、特殊用地、交通运输用地下设的二级类型分别进行围墙范围面的空间选取，再用选取的围墙范围面空间映射地表覆盖地块单元进行空间归类和赋值，由于地表覆盖中的植被数据综合性较强，在地表覆盖数据的映射和赋值的过程中，将被映射的地表覆盖数据中国情分类代码(CC)开头为01、02、03、04类型且面积值大于4000㎡斑块结合影像进行排查，判断是否属于该功能用地范围，并对被映射的正确图斑进行分类赋值，其中教育用地排查面积阈值规定为6000㎡。

S6、所述S5步完成空间间接映射的画像以后，采用光伏电厂、污水池面、运动场、饲养场等基础数据辅助分类，将该类数据按照土地调查类型分别空间映射未分类的地表覆盖数据，并进行类型的划分，实现进一步辅助画像。

2.根据权利要求1所述的一种基于多源数据的地块单元信息画像方法，其特征在于：通过辅助画像后，采用城镇综合功能单元(点)和居民地地名点按照类型对地表覆盖中仍未分类的数据进行语义映射并分类，分别对工业用地、住宅用地、商业服务业用地、公共管理与公共服务等类型进行语义选取和分类赋值，通过语义映射进行画像，其中几种辐射范围较大的类型按照规定的容差对地表覆盖进行选取；再采用天地图POI中的工矿用地、医疗设施用地、住宅用地按照语义选择并分类赋值。

3.根据权利要求2所述的一种基于多源数据的地块单元信息画像方法，其特征在于：进行水域用地的地块信息画像：先将地理国情要素采集内容的水域数据按照土地调查的土地利用类型进行分类，然后将分类后数据空间联接地表覆盖的水域用地数据，进行类型划分；将地表覆盖中仍未分类的水域用地依照国情代码进行分类，将水渠用地分类为土地用地类型的沟渠用地；再将地表覆盖中余下的未分类水域用地计算斑块长宽比，长宽比值阈值大于5的斑块分类为沟渠用地，其他分类赋值为坑塘用地。

4.根据权利要求3所述的一种基于多源数据的地块单元信息画像方法，其特征在于：完成水域用地详细分类后，将地表覆盖的铁路与道路用地进行道路等级属性信息的画像：将地理国情要素的公路线层按照道路类型和宽度等属性，分别生成高速、国道、省道、县道、乡道、主干道、专用公路的道路面用地，等级由高到低按照高速、国道、省道、县道、乡道、主干道、专用公路的顺序处理道路的共线及交叉问题，高等级道路用地优先于低等级道路用地，将其合并成统一的公路用地面，将得到数据与地表覆盖的交通用地进行空间联接，进行道路等级属性的细分。

5.根据权利要求4所述的一种基于多源数据的地块单元信息画像方法，其特征在于：采用地理国情的城镇建成区范围将地表覆盖中房屋建筑区未分类的部分进行统一的划分，在建成区范围以内的归类为城镇住宅用地，在建成区以外的归类为农村宅基地；在完成房屋建筑用地的最终分类后，进行建筑物高度信息的画像：将基础测绘的居民地房屋数据与地表覆盖的房屋建筑区数据进行空间联接，将基础测绘房屋的高度信息对地表覆盖房屋建筑区进行映射，完成地表覆盖房屋建筑区建筑物高度信息的画像。

6.根据权利要求1所述的一种基于多源数据的地块单元信息画像方法，其特征在于：将地表覆盖余下少量没有对应参考数据的裸露地表分类赋值为空闲地类型，完成整个地表覆盖地块单元的空间及属性信息画像。

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