[发明专利]一种基于夜光影像数据的GDP时空演变分析方法

说明书

本申请公开了一种基于夜光影像数据的GDP时空演变分析方法，包括以下步骤：对GDP进行空间化建模；基于所述建模后的GDP，分析GDP空间数据的连通性；基于所述连通性分析结果，构建连通区树结构并且获取节点属性信息；基于所述构建的连通区树结构，得到标准差椭圆的GDP空间数据。本申请分别对不同范围经济连通区域进行标准差椭圆和经济重心的生成，分析经济重心分布范围和发展方向等经济空间分布及时空演变情况。总的来说，基于夜光影像数据的GDP时空演变分析为社会经济参数的进一步研究提供基础。

技术领域

本申请属于GDP时空演变分析技术领域，具体涉及一种基于夜光影像数据的GDP时空演变分析方法。

背景技术

传统的GDP来源于统计数据，GDP统计数据只能从数值角度展现某地区的宏观经济状况，不能反映该地区的内部差异。获取准确的GDP空间分布对于刻画一个国家或地区的经济发展水平、产业分布、区域经济格局和城市化进程具有重要意义。为了获取准确的GDP空间分布，开展一系列GDP空间化研究即将GDP从行政单位分配到常规网格。“GDP数据空间化”也成为当前人们对GDP等一系列社会经济数据研究所关注的焦点，成为解决传统社会经济数据所存在问题的有效方法之一。

利用夜间灯光数据进行GDP空间化存在较多优势，一方面它是客观的，没有统计学差错，不受行政边界分割的限制。另一方面，长时间序列每年至少一幅NTL影像保证了与每年GDP的可比性。此外，该数据产品还具备容易获取、可以探测微弱灯光、不受光线阴影影响、能够分析城市化及其时空分布等特点。大多学者对经济参数空间化的研究仅仅停留在生成空间化密度图上，只根据密度图分析出大概的经济参数分布情况，没有对空间化数据进更深一层次的研究。

发明内容

本申请提出了一种基于夜光影像数据的GDP时空演变分析方法，利用长时间序列夜间灯光影像数据对GDP统计数据进行GDP空间化，使GDP数据呈现出有效的时空变化信息，得到GDP空间化数据；对其进行不同等级的经济连通性分析，构建城市经济树结构；分别对不同范围的经济连通区域进行标准差椭圆和经济重心的生成，分析经济重心分布范围和发展方向等，分析GDP发展情况、市级城市的发展质量和城市之间GDP发展差异，以实现GDP空间分布及时空演变分析的目的。

为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

一种基于夜光影像数据的GDP时空演变分析方法，包括以下步骤：

S1.对GDP进行空间化建模；

S2.基于所述建模后的GDP，分析GDP空间数据的连通性；

S3.基于所述连通性分析结果，构建连通区树结构并且获取节点属性信息；

S4.基于所述构建的连通区树结构，得到标准差椭圆的GDP空间数据。

优选的，所述S1建模的方法包括：利用灯光指数与经济参数构建模型模拟GDP。

优选的，所述灯光指数包括：平均相对灯光强度、灯光面积比、区域综合NTL指数、平均灯光亮度和总灯光亮度。

优选的，所述S2的方法包括：设G是一个离散的GDP空间化的密度图，P是G的域，T＝{t_min，…，t_i，…，t_max}是一个有限数据集，通过设置阈值i生成GDP空间数据不同等级的连通区，在t_i级对G进行阈值化生成G的二值图Q，公式为：

Q_ti(G)＝{g∈P|G(g)≥t_i}。

优选的，所述S3构建树结构的方法包括：对每个连通区域打“标签”，然后根据“标签”以及其代表的实质意义，把所有连通区“标签”按照以上统下、分类归组、不重复和不遗漏原则组织在一起构建形成树状结构。