[发明专利]一种自然地表特征表征方法

说明书

技术领域

本发明属于地理国情统计分析与时空数据挖掘技术领域，特别是涉及一种自然地表特征表征方法。

背景技术

地理国情是地形地貌、地表覆盖、交通网络、城镇布局等多种自然和人文要素在宏观层面的综合表达，反映了国家自然资源、经济社会和人文在地理空间上的时空特征与基本规律，是基本国情的重要组成部分。

地理国情根据其表达的专题要素内容的不同，可分为自然地表、地理区位和生态覆被等多个专题内容以反映地理国情的不同方面。其中，自然地表主要反映区域地形、地貌、地表覆盖和地表格局等自然地理国情要素的时空格局及变化特征；地理区位则主要从区位的角度主要反映区域的自然资源环境、城镇布局和交通网络等区位特征的时空格局及变化特征；生态覆被则主要从生态环境的角度对区域的植被覆盖、水域湿地、生物丰度和土地退化等特征进行评价和表征。

为全面掌握我国地理国情，满足社会经济和生态文明发展的决策需求，国务院提出了于2013年至2015年在全国范围内开展第一次地理国情普查。地理国情信息的普查、监测和统计分析工作的开展对地理空间信息的采集、存储、可视化与统计分析提出了更高要求。遥感技术、地理信息技术、全球定位技术、并行计算技术和时空数据挖掘等技术被广泛用于地理国情要素信息的采集、存储和统计分析。通过开展地理国情普查和监测工作，能够准确、及时的掌握区域地理国情要素(耕地、园地、公路、河流、湖泊等)的空间位置、数量和形状等信息。地理国情普查与监测是地理国情评价、表征与应用的前提，为地理国情的表征和决策应用提供重要的数据基础。

随着全国第一次地理国情普查试点工作的完成和后续工作的推进，如何基于地理国情普查和监测基础数据，结合必要的社会经济统计数据，准确、客观、合理的表征区域地理国情，服务政府、部门和公众的多层次决策，已成为地理国情普查监测成果应用的迫切需求。

基于我国地理普查监测工作的实践，地理国情评价与表征相关的技术主要可分为以下几种：

(一)基于点、线、面的地理国情矢量图形表征技术

地理国情普查监测数据集中，地理国情相关的要素对象被抽象为点、线、面等几何形态进行表征。如，高速公路出入口、学校、医院等被抽象为带属性的点状要素；公路、铁路、河渠被抽象为带有属性的线状要素；湖泊、耕地、园地、城市建成区被抽象为带属性信息的面要素。以点、线、面表征地理国情要素能够非常详细、具体和直观的表达地理国情要素的空间位置、形状。其缺点主要在于缺乏对区域地理国情信息的宏观整体把握，如无法直接表达区域内各类地理国情要素的面积、长度、个数、密度等信息。

(二)基于汇总统计方法的地理国情评价与表征技术

汇总统计方法是以地理国情普查/监测数据为统计对象，针对不同的统计单元，根据地理国情实体的空间形态特征，将其划分为点状地理国情实体、线状地理国情实体和面状地理国情实体，以数量、密度、长度、面积、距离等作为统计指标，开展统计分析。以行政区划为单元，以地理国情要素为统计对象进行的地理国情汇总统计方法和步骤具体见国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室发布的系列技术规范。

基于汇总统计方法的地理国情表征技术一定程度能够从整体上反映区域地理国情要素的数量特征，如获得某个行政区范围内的耕地面积、园地面积、各等级道路的长度、学校设施的密度等。然而，地理国情是一种与空间位置相关的基本国情，以汇总统计的方法表征地理国情只能从数量上反映区域某一类地理国情要素的情况，无法实现对区域地理国情的综合评价，也不能反映区域地理国情的空间格局特征。

自然地表特征是区域地形、地貌、地表覆盖和地表格局特征的综合体现，反映区域的基本自然地理客观条件和地表空间格局。自然地表特征是自然条件和长期人类活动共同作用的结果，也是未来人类社会经济发展物质基础和背景条件，是基本的地理国情。设计一种全面、客观、综合的刻画区域自然地表特征、反映区域自然地理条件和地表空间格局的评价与表征技术，进而服务于社会经济发展决策，是当前地理国情普查与监测中亟待解决的关键技术问题。

现有技术方案无法对区域自然地表特征和格局进行综合、全面的描述和表征。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明面向区域自然地表特征综合表达与应用需求，提出一种自然地表特征表征方法，为地理国情普查监测的后续成果统计分析、数据挖掘与应用工作奠定技术基础，推进地理国情普查监测成果服务于区域发展决策水平。

本发明所采用的技术方案是：一种自然地表特征表征方法，其特征在于，包括以下步骤：