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申请/专利权人：中国科学院地理科学与资源研究所

摘要：本发明提供了一种基于DMSP夜间灯光影像的城郊村三元结构自动提取方法。该方法包括获取第一夜光灯数据、水体数据、火点数据；对第一夜光灯数据进行栅格乘法和掩膜擦除，获取第二夜光灯数据；对第二夜光灯数据进行裁剪，获取第一目标区域夜光灯数据；根据第一目标区域夜光灯数据获得分位数曲线，根据分位数曲线至参考线的距离最大值，分别计算第一、二、三分级阈值；利用第一、二、三分级阈值分别对第一、二、三目标区域进行栅格重分类，分类为城市、郊区、农村和其它。该发明基于DMSP夜间灯光影像进行自动分位数曲线分析，可实现城郊村三元内部精细结构的提取，从DMSP夜光灯亮度分布自动对阈值进行选择，避免引入辅助数据以及主观因素产生的误差。

主权项：1.一种基于DMSP夜间灯光影像的城郊村三元结构自动提取方法，其特征在于，包括：获取第一夜光灯数据、水体数据、火点数据；对所述第一夜光灯数据进行栅格乘法和掩膜擦除，获取第二夜光灯数据；对所述第二夜光灯数据进行裁剪，获取第一目标区域夜光灯数据；根据所述第一目标区域夜光灯数据获得分位数曲线，根据所述分位数曲线至参考线的距离最大值分别计算第一分级阈值、第二分级阈值、第三分级阈值；利用所述第一分级阈值、所述第二分级阈值、所述第三分级阈值分别对第一目标区域、第二目标区域、第三目标区域进行栅格重分类，分类为城市、郊区、农村和其它；其中，所述根据所述第一目标区域夜光灯数据绘制分位数曲线，并获取第一分级阈值，具体包括：根据所述第一目标区域夜光灯数据计算0到100分位的夜光灯亮度值DN；根据所述0到100分位的夜光灯亮度值DN生成第一点序列，其中，所述第一点序列中的每个点包括分位数和亮度；在分位数为横坐标轴亮度为纵坐标轴的坐标系下，根据所述第一点序列中每个点的所述分位数和所述亮度以横轴逆序排列方式绘制分位数曲线；以所述第一点序列中0分位的点和100分位的点对应的坐标利用第一计算公式确定第一直线系数；根据第二计算公式和所述第一直线系数，确定第一直线；利用第三计算公式计算所述第一点序列中每个点到所述第一直线的距离；获得所述第一点序列中每个点到所述第一直线的距离最大值，并保持对应的点的坐标为第一转折点，其中，所述第一转折点包括分位值和第一分级阈值；其中，所述根据第一分级阈值计算所述第二目标区域，并绘制分位数曲线，并获取第二分级阈值，具体包括：将所述第一目标区域夜光灯数据中夜光灯亮度值DN小于所述第一分级阈值的部分删除，并保存为所述第二目标区域夜光灯数据；根据所述第二目标区域夜光灯数据计算0到100分位的夜光灯亮度值DN；根据所述0到100分位的夜光灯亮度值DN生成第二点序列，其中，所述第二点序列中的每个点包括分位数和亮度；在分位数为横坐标轴亮度为纵坐标轴的坐标系下，根据所述第二点序列中每个点的所述分位数和所述亮度以横轴逆序排列方式绘制分位数曲线；以所述第二点序列中0分位的点和100分位的点对应的坐标利用第一计算公式确定第二直线系数；根据第二计算公式和所述第二直线系数，确定第二直线；利用第三计算公式计算所述第二点序列中每个点到所述第二直线的距离；获得所述第二点序列中每个点到所述第二直线的距离最大值，并保持对应的点的坐标为第二转折点，其中，所述第二转折点包括分位值和第二分级阈值；其中，所述根据第二分级阈值计算所述第三目标区域，并绘制分位数曲线，并获取第三分级阈值，具体包括：将所述第二目标区域夜光灯数据中夜光灯亮度值DN小于所述第二分级阈值的部分删除，并保存为所述第三目标区域夜光灯数据；根据所述第三目标区域夜光灯数据计算0到100分位的夜光灯亮度值DN；根据所述0到100分位的夜光灯亮度值DN生成第三点序列，其中，所述第三点序列中的每个点包括分位数和亮度；在分位数为横坐标轴亮度为纵坐标轴的坐标系下，根据所述第三点序列中每个点的所述分位数和所述亮度以横轴逆序排列方式绘制分位数曲线；以所述第三点序列中0分位的点和100分位的点对应的坐标利用所述第一计算公式确定第三直线系数；根据所述第二计算公式和所述第三直线系数，确定第三直线；利用所述第三计算公式计算所述第三点序列中每个点到所述第三直线的距离；获得所述第三点序列中每个点到所述第三直线的距离最大值，并保持对应的点的坐标为第三转折点，其中，所述第三转折点包括分位值和第三分级阈值；所述第一计算公式为： 其中，kj和bj为第j直线系数，Q0为0分位的点的横坐标，D0为0分位的点的纵坐标，Q100为100分位的点的横坐标，D100为100分位的点的纵坐标，所述第j为第一、第二、第三中的一个；所述第二计算公式为：Dj＝kjQj+bj其中，kj和bj为所述第j直线系数，Qj为所述第j点序列中的点的横坐标，Dj为所述第j点序列中的点的纵坐标，所述第j为第一、第二、第三中的一个；所述第三计算公式为： 其中，dj为所述第j点序列中每个点到所述第j直线的距离，kj和bj为所述第j直线系数，所述第j为第一、第二、第三中的一个，Qi为所述第一点序列、所述第二点序列、所述第三点序列中的第i分位的点的横坐标，Di为所述第一点序列、所述第二点序列、所述第三点序列中的第i分位的点的纵坐标。

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百度查询： 中国科学院地理科学与资源研究所 一种基于DMSP夜间灯光影像的城郊村三元结构自动提取方法