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利用DMSP/OLS灯光影像提取城镇建成区的聚类阈值法

邹进贵 陈艳华 丁鸽 宣伟

邹进贵, 陈艳华, 丁鸽, 宣伟. 利用DMSP/OLS灯光影像提取城镇建成区的聚类阈值法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(2): 196-201. doi: 10.13203/j.whugis20140079
引用本文: 邹进贵, 陈艳华, 丁鸽, 宣伟. 利用DMSP/OLS灯光影像提取城镇建成区的聚类阈值法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(2): 196-201. doi: 10.13203/j.whugis20140079
ZOU Jingui, CHEN Yanhua, DING Ge, XUAN Wei. A Clustered Threshold Method for Extracting Urban Built-up Area Using the DMSP/OLS Nighttime Light Images[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2016, 41(2): 196-201. doi: 10.13203/j.whugis20140079
Citation: ZOU Jingui, CHEN Yanhua, DING Ge, XUAN Wei. A Clustered Threshold Method for Extracting Urban Built-up Area Using the DMSP/OLS Nighttime Light Images[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2016, 41(2): 196-201. doi: 10.13203/j.whugis20140079

利用DMSP/OLS灯光影像提取城镇建成区的聚类阈值法

doi: 10.13203/j.whugis20140079
基金项目: 国家自然科学基金(41074025)。
详细信息
    作者简介:

    邹进贵,博士,教授,主要从事精密工程与工业测量、变形监测和城市基础地理信息系统研究。jgzou@sgg.whu.edu.cn

    通讯作者: 陈艳华,硕士。cyh900902@163.com
  • 中图分类号: P208

A Clustered Threshold Method for Extracting Urban Built-up Area Using the DMSP/OLS Nighttime Light Images

Funds: The National Natural Science Foundation of China, No. 41074025.
  • 摘要: 提出了便捷、高效地提取城镇建成区的聚类阈值法。该方法以连通区域循环标识算法所识别的建成区对象为基本空间单元,以对象的规模和地理重心处像元灰度(DN)值的大小为不同城镇化发展等级的衡量指标,进行空间聚类;然后,借助统计数据确定各聚类区域的最佳灯光阈值序列,提取城镇建成区,并对各建成区对象进行几何形态优化,利用消除运算去除细小碎片,填充运算填充内部空洞,平滑运算消除边缘锯齿。将提取结果与历年的《中国统计年鉴》数据和利用Google Earth提取的影像数据进行对比分析,结果表明,聚类阈值法能较好地提取城镇建成区的面积总量信息和空间格局特征,在数量尺度和空间格局上均有较高的有效性及可靠性。
  • [1] Zhuo Li, Shi Peijun, Chen Jin, et al. Application of Compound Night Light Index Derived from DMSP/OLS Data to Urbanization Analysis in China in the 1990s[J]. Acta Geographic Sinica, 2003, 58(6):893-902(卓莉, 史培军, 陈晋, 等. 20世纪90年代中国内地城市时空变化特征——基于灯光指数CNLI方法的探讨[J]. 地理学报, 2003, 58(6):893-902)
    [2] Chen Jin,Zhuo Li, Shi Peijun, et al. The Study on Urbanization Process in China Based on DMSP/OLS Data:Development of Light Index for Urbanization Level Estimation[J]. Journal of Remote Sensing, 2003, 7(3):168-175(陈晋, 卓莉, 史培军, 等. 基于DMSP/OLS数据的中国内地城市化过程研究:反映区域城市化水平的灯光指数的构建[J]. 遥感学报, 2003, 7(3):168-175)
    [3] Cao X, Chen J,Imura H, et al. A SVM-based Method to Extract Urban Areas from DMSP/OLS and SPOT VGT Data[J]. Remote Sensing of Environment, 2009, 113(10):2205-2209
    [4] Lu D S, Tian H Q, Zhou G M, et al. Regional Mapping of Human Settlements in Southeastern China with Multisensor Remotely Sensed Data[J]. Remote Sensing of Environment, 2008, 112(9):3668-3679
    [5] Wang Y Y, Xu D, Zhu X G, et al. The Spatio-temporal Characteristics of the Urban and Town Construction Land Expansion in Jiangsu Province from DMSP/OLS Nighttime Images[J]. Modern Urban Research, 2010, 2:67-73(王跃云, 徐旳, 朱喜钢. 江苏省城镇建设用地扩展时空格局演化——基于1993、1998、2003年度夜间灯光数据的分析[J]. 现代城市研究, 2010, 2:67-73)
    [6] Li Jinggang, He Chunyang, Shi Peijun, et al. The Use of Multisource Satellite and Geospatial Data to Study the Ecological Effects of Urbanization:A Case of the Urban Agglomerations in Bohai Tin[J]. Journal of Remote Sensing, 2007, 11(1):115-126(李景刚, 何春阳, 史培军, 等. 基于DMSP/OLS灯光数据的快速城市化过程的生态效应评价研究——以环渤海城市群地区为例[J]. 遥感学报, 2007, 11(1):115-126)
    [7] Wang Xiaohui. Urban Expansion in China over the Past 30 Years Detected Using DMSP/OLS Nighttime Light Data[D]. Nanjing:Nanjing University,2013(王晓慧. 基于DMSP/OLS夜间灯光数据的中国近30年城镇扩展研究[D]. 南京:南京大学, 2013)
    [8] Ma T, Zhou C H, Pei T, et al. Quantitative Estimation of Urbanization Dynamics Using Time Series of DMSP/OLS Nighttime Light Data:A Comparative Case Study from China's Cities[J]. Remote sensing of Environment, 2012, 124:99-107
    [9] Henderson M, Yeh E T, Gong P, et al. Validation of Urban Boundaries Derived from Global Nighttime Satellite Imagery[J]. International Journal of Remote Sensing, 2003, 24(3):595-609
    [10] National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Version 4 DMSP/OLS Nighttime Lights Time Series[OL]. http://ngdc.noaa.gov/eog/dmsp/downloadV4composites.html,2013
    [11] Liu Z F, He C Y, Zhang Q F, et al. Extracting the Dynamics of Urban Expansion in China Using DMSP/OLS Nighttime Light Data from 1992 to 2008[J]. Landscape and Urban Planning, 2012, 106:62-72
    [12] Elvidge C D, Ziskin D, Baugh K E, et al. A Fifteen Year Record of Global Natural Gas Flaring Derived from Satellite Data[J]. Energies, 2009, 2(3):595-622
    [13] Shu Song. Spatial Cluster Analysis of Urban Landscape Pattern Using Stable Nighttime Light Satellite Images[D]. Shanghai:East China Normal University, 2013(舒松. 基于稳定夜间灯光遥感数据的城市群空间模式识别方法研究[D]. 上海:华东师范大学, 2013)
    [14] Zhang Qiaoying. Spatial Expansion of New First-tier Cities Using the DMSP/OLS Nighttime Light Images[J].Journal of Geomatics, 2015, 40(1):72-75(张巧英. 基于DMSP/OLS灯光数据的新一线城市空间扩展研究[J]. 测绘地理信息, 2015, 40(1):72-75)
    [15] Amaral S, Monteiro A M V, Camara G, et al. DMSP/OLS Night-time Light Imagery for Urban Population Estimates in the Brazilian Amazon[J]. International Journal of Remote Sensing, 2006, 27(5/6):855-870
    [16] Florida R, Mellander C, Gulden T. Global Metropolis:Assessing Economic Activity in Urban Centers Based on Nighttime Satellite Images[J]. Professional Geographer, 2012, 64(2):178-187
    [17] Yang Y, He C Y, Zhao Y Y, et al. Research on the Layered Threshold Method for Extracting Urban Land Using the DMSP/OLS Stable Nighttime Light Data[J]. Journal of Image and Graphics, 2011,16(4):666-673(杨洋, 何春阳, 赵媛媛, 等. 利用DMSP/OLS稳定夜间灯光数据提取城镇信息的分层阈值法研究[J]. 中国图像图形学报, 2011, 16(4):666-673)
    [18] Song Jinchao, Li Xinhu, Lin Tao, et al. A Method of Extracting Urban Builtup Area Based on DMSP/OLS Nighttime Data and Google Earth[J]. Journal of Geo-information Science, 2015,17(6):750-756(宋金超, 李新虎, 吝涛, 等. 基于夜晚灯光数据和Google Earth的城市建成区提取分析[J]. 地球信息科学, 2015,17(6):750-756)
  • [1] 岳林蔚, 沈焕锋, 袁强强, 刘修国.  基于深度置信网络的多源DEM点面融合模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2021, 46(7): 1090-1097. doi: 10.13203/j.whugis20190238
    [2] 郭宇达, 朱欣焰, 呙维, 佘冰.  基于Spark计算框架的路网核密度估计并行算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(2): 289-295. doi: 10.13203/j.whugis20180473
    [3] 刘效江, 王浩, 宁晓刚, 余凡, 王成港, 郝铭辉.  引入路网和建筑物信息的DMSP/OLS数据去饱和方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(3): 374-383. doi: 10.13203/j.whugis20180246
    [4] 崔晓杰, 王家耀, 巩现勇, 赵耀.  利用模糊密度聚类和双向缓冲区自动识别热点区 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(1): 84-91. doi: 10.13203/j.whugis20180358
    [5] 程绵绵, 孙群, 李少梅, 徐立.  顾及密度对比的多层次聚类点群选取方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(8): 1131-1137. doi: 10.13203/j.whugis20180043
    [6] 朱杰, 孙毅中, 陈律余, 周卫, 孟耀伟.  顾及属性空间分布不均的空间聚类方法——以城市商业中心的提取为例 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2017, 42(12): 1696-1702. doi: 10.13203/j.whugis20150590
    [7] 谭琨, 廖志宏, 杜培军.  顾及地面传感器观测数据的遥感影像地面温度反演算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(2): 148-155. doi: 10.13203/j.whugis20130843
    [8] 牛继强, 徐丰.  利用克隆选择算法构建的土地用途分区模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(2): 172-176. doi: 10.13203/j.whugis20120682
    [9] 石岩, 刘启亮, 邓敏, 王佳璆.  一种顾及障碍约束的空间聚类方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(1): 96-100.
    [10] 石岩, 刘启亮, 邓敏, 林雪梅.  融合图论与密度思想的混合空间聚类方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(11): 1276-1280.
    [11] 刘启亮, 邓敏, 彭东亮, 王佳璆.  基于力学思想的空间聚类有效性评价 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(8): 982-986.
    [12] 焦利民, 洪晓峰, 刘耀林.  空间和属性双重约束下的自组织空间聚类研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(7): 862-866.
    [13] 农宇, 王坤, 杜清运.  利用多分类Logistic回归进行土地利用变化模拟——以湖北省嘉鱼县为例 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(6): 743-746.
    [14] 邓敏, 彭东亮, 刘启亮, 石岩.  一种基于场论的层次空间聚类算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(7): 847-852.
    [15] 刘启亮, 李光强, 邓敏.  一种基于局部分布的空间聚类算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(3): 373-377.
    [16] 邓敏, 刘启亮, 李光强, 肖奇.  一种基于似最小生成树的空间聚类算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(11): 1360-1364.
    [17] 杨春成, 何列松, 谢鹏, 周校东.  顾及距离与形状相似性的面状地理实体聚类 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(3): 335-338.
    [18] 焦利民, 刘耀林, 任周桥.  基于自组织神经网络的空间点群聚类及其应用分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(2): 168-171.
    [19] 梅新, 崔伟宏, 高飞, 刘俊怡.  基于空间聚类的物流配送决策研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(4): 371-374.
    [20] 王海军, 张德礼.  基于空间聚类的城镇土地定级方法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(7): 628-631.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-19
  • 刊出日期:  2016-02-05

利用DMSP/OLS灯光影像提取城镇建成区的聚类阈值法

doi: 10.13203/j.whugis20140079
    基金项目:  国家自然科学基金(41074025)。
    作者简介:

    邹进贵,博士,教授,主要从事精密工程与工业测量、变形监测和城市基础地理信息系统研究。jgzou@sgg.whu.edu.cn

    通讯作者: 陈艳华,硕士。cyh900902@163.com
  • 中图分类号: P208

摘要: 提出了便捷、高效地提取城镇建成区的聚类阈值法。该方法以连通区域循环标识算法所识别的建成区对象为基本空间单元,以对象的规模和地理重心处像元灰度(DN)值的大小为不同城镇化发展等级的衡量指标,进行空间聚类;然后,借助统计数据确定各聚类区域的最佳灯光阈值序列,提取城镇建成区,并对各建成区对象进行几何形态优化,利用消除运算去除细小碎片,填充运算填充内部空洞,平滑运算消除边缘锯齿。将提取结果与历年的《中国统计年鉴》数据和利用Google Earth提取的影像数据进行对比分析,结果表明,聚类阈值法能较好地提取城镇建成区的面积总量信息和空间格局特征,在数量尺度和空间格局上均有较高的有效性及可靠性。

English Abstract

邹进贵, 陈艳华, 丁鸽, 宣伟. 利用DMSP/OLS灯光影像提取城镇建成区的聚类阈值法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(2): 196-201. doi: 10.13203/j.whugis20140079
引用本文: 邹进贵, 陈艳华, 丁鸽, 宣伟. 利用DMSP/OLS灯光影像提取城镇建成区的聚类阈值法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(2): 196-201. doi: 10.13203/j.whugis20140079
ZOU Jingui, CHEN Yanhua, DING Ge, XUAN Wei. A Clustered Threshold Method for Extracting Urban Built-up Area Using the DMSP/OLS Nighttime Light Images[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2016, 41(2): 196-201. doi: 10.13203/j.whugis20140079
Citation: ZOU Jingui, CHEN Yanhua, DING Ge, XUAN Wei. A Clustered Threshold Method for Extracting Urban Built-up Area Using the DMSP/OLS Nighttime Light Images[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2016, 41(2): 196-201. doi: 10.13203/j.whugis20140079
参考文献 (18)

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