[发明专利]一种城市三维空间扩张模拟方法及装置

权利要求书

1.一种城市三维空间扩张模拟方法，其特征在于，包括：

获取模拟区域的土地利用数据、模拟区域中每一像元所对应的影响土地利用变化的驱动力因子数据以及模拟区域中每一像元所对应的影响建筑物高度变化的空间因素数据；

将所述土地利用数据以及所述驱动力因子数据输入至已训练的发展概率预测模型中，以使所述发展概率预测模型预测出各土地利用类型在所述模拟区域的每一像元中的发展概率；

对所述模拟区域内的所有像元进行迭代计算，预测每一所述像元经过模拟后的土地利用类型并在模拟后的土地类型为城市用地时，将所述空间因素数据输入到已训练的建筑物高度预测模型中，以使所述建筑物高度预测模型对像元上的建筑物的高度进行预测；其中，预测每一所述像元经过模拟后的土地利用类型具体包括：对所述模拟区域进行邻域划分，根据每一像元所在的邻域内各土地利用类型的占比、各土地利用类型在每一像元上的发展概率、各土地利用类型间的转换矩阵以及各土地类型的惯性系数，计算各土地利用类型在每一像元上的总分布概率，继而根据各土地利用类型在每一像元上的总分布概率确定每一像元模拟后的土地利用类型；

在所述模拟区域内的所有像元迭代完毕后，获得所述模拟区域的城市三维空间扩张模拟结果。

2.如权利要求1所述的城市三维空间扩张模拟方法，其特征在于，所述根据每一像元所在的邻域内各土地利用类型的占比、各土地利用类型在每一像元中的发展概率、各土地利用类型间的转换矩阵以及各土地类型的惯性系数，计算各类土地利用类型在每一像元上的总分布概率，具体包括：

将所述每一像元所在的邻域内各土地利用类型的占比、各土地利用类型在每一像元中的发展概率、各土地利用类型间的转换矩阵以及各土地类型的惯性系数相乘，获得各类土地利用类型在每一像元上的总分布概率。

3.如权利要求2所述的城市三维空间扩张模拟方法，其特征在于，所述根据各类土地利用类型在每一像元上的总分布概率，确定每一像元模拟后的土地利用类型，具体包括：

根据各类土地利用类型在每一像元上的总分布概率构成轮盘，通过轮盘赌选择算法确定每一像元经过模拟后的土地利用类型。

4.如权利要求3所述的城市三维空间扩张模拟方法，其特征在于，所述发展概率预测模型的构建方法，具体包括：

获取所述模拟区域的历史土地利用数据以及所述驱动力因子数据；

对所述历史土地利用数据以及所述驱动力 因子进行采样，获得采样数据；

将所述采样数据输入到神经网络模型中进行训练，获得所述发展概率预测模型。

5.如权利要求4所述的城市三维空间扩张模拟方法，其特征在于，所述建筑物高度预测模型的构建方法，具体包括：

获取所述模拟区域的历史建筑物高度数据以及所述空间因素数据；

对所述历史建筑物高度数据以及所述空间因素数据进行采样，获得第二采样数据；

根据所述第二采样数据通过随机森林回归算法进行模型训练，获得所述建筑物高度预测模型。

6.如权利要求5所述的城市三维空间扩张模拟方法，其特征在于，通过均匀采样或分层采样对所述历史土地利用数据以及所述驱动力 因子进行采样，获得所述采样数据。

7.如权利要求6所述的城市三维空间扩张模拟方法，其特征在于，在将所述采样数据输入到神经网络模型中进行训练之前，还包括：对所述采样数据进行归一化处理。

8.如权利要求7所述的城市三维空间扩张模拟方法，其特征在于，通过随机采样或分层采样对所述历史建筑物高度数据以及所述空间因素数据进行采样，获得第二采样数据。