(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210611113.X (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 南京大学 地址 210023 江苏省南京市栖霞区仙林大 道163号 (72)发明人 陈振杰　梅梦媛　葛兰凤　李满春　 李飞雪　黄秋昊　陈振迎　汪淼　 (74)专利代理 机构 南京行高知识产权代理有限 公司 32404 专利代理师 赵洪玉 (51)Int.Cl. G06V 20/10(2022.01) G06V 10/762(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/26(2022.01)G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 基于超像素分割的城镇 开发边界划定方法 (57)摘要 本发明涉及基于超像素分割的城镇开发边 界划定方法， 属于信息自动化技术领域。 该方法 执行如下步骤： 步骤1） 数据准备； 步骤2） 对步骤 1） 得到结果进行SLIC超像素分割； 步骤3） 将所述 超像素分为显著超像素和非显著超像素， 并确定 扩展边界与约束边界； 步骤4） 边界协调与优化， 划定城镇开发边界。 本发明根据计算的城镇扩展 潜力评价和阻隔约束评价， 分割提取扩展边界和 约束边界， 耦合形成最终的城镇开发边界， 避免 了划分工作对用地规模预测的依赖。 根据协调和 优化调整规则， 经过协调耦合， 最终划定城镇开 发边界。 该方法适应性强， 使用本方法可 以精确 且快速的划定城镇开发边界， 满足实际生产的需 要， 相比传统的城镇开发边界划定方法更实用 性。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114943897 A 2022.08.26 CN 114943897 A 1.一种基于超像素分割的城镇 开发边界划定方法， 其特 征在于， 执 行如下步骤： 步骤1） 、 数据准备； 量化城镇扩展驱动因子和城镇扩展约束因子分别用于进行城镇扩 展潜力评价和城镇扩展阻隔约束评价； 步骤2） 、 对步骤1） 得到评价结果的数字图像进行SLIC超像素分割， 并设定分割的超像 素个数以及紧凑度； 步骤3） 、 以步骤1） 评价结果的统计分布图的分布特征规律选择阈值， 将所述超像素分 为显著超像素和非显著超像素， 并以城镇扩展潜力评价和城镇扩展阻隔约束评价所对应的 显著超像素 所形成的区域分别确定扩展边界与约束边界； 步骤4） 、 边界协调与优化； 先按照协调规则进行协调， 再以城镇空间分布、 政策规定划 定的生态资源保护区和禁止建 设区分布对协调后的边界进行优化， 并划定城镇 开发边界； 所述协调规则， 扩展边界在内， 约束边界在外， 取扩展边界； 扩展边界在外， 约束边界在 内， 取约束边界； 扩展边界与约束边界重合， 取扩展边界。 2.根据权利要求1所述的基于超像素分割的城镇开发边界划定方法， 其特征在于： 步骤 2） 中的SLIC超像素分割以分割精度和破碎度为参考， 择优选择所述超像素个数； 所述紧凑 度以分割得到 近似均质量的超像素为 参考进行选择。 3.根据权利要求1所述的基于超像素分割的城镇开发边界划定方法， 其特征在于： 步骤 3） 以所述城镇的实际发展需求和资源保护需求， 设定为显著超像素的阈值， 其中M为众数， σ 为标准差， K为所述城镇 发展情景的参数； 城镇扩展潜力评价值大于的超像素所形成的区域 的边界为扩展边界， 城镇扩展阻隔约束评价值小于的超像素所形成的区域的边界为约束边 界。 4.根据权利要求1所述的基于超像素分割的城镇开发边界划定方法， 其特征在于： 步骤 4） 优化规则一， 统计每个超像素区域的现状城镇建设用地占比， 当占比大于等于50%时， 将 该超像素定义为建设主导型超像素， 如果建设主导型超像素处于协调后城镇边界内或边界 边缘， 则纳入 城镇开发边界； 步骤4） 优化规则二， 优先度低于优化规则一， 将协调后边界与重要生态资源保护区和 禁止建设区进 行叠加分析， 则占用生态资源保护区或禁止 建设区的超像素为保护主导型超 像素， 比对所述城镇 最新遥感影 像， 若不存在集中连片现状城镇建 设用地， 则去除当前超像素， 更新城镇 开发边界； 若存在集中连片现状城镇建设用地的， 则将属于现状城镇建设用地的超像素纳入城镇 开发边界， 其 他去除。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114943897 A 2基于超像素分割的城镇开发边界划定方 法 技术领域 [0001]本发明涉及基于超像素分割的城镇开发边界划定方法， 属于信息自动化技术领 域。 背景技术 [0002]城镇作为人类生产生活的重要场所， 是非农经济社会要素高度密集的综合体。 然 而随着城镇化进程快速推进， 城镇建设用地规模急剧膨胀的弊端日益显现。 “摊大饼”式的 扩展带来了耕地资源被侵占、 生态空间流失等问题， 同时城镇规划的不合理和城镇边界的 不明确， 也带来了建设用地资源浪费等问题， 严重影响城镇空间管 理工作的有效展开。 城镇 开发边界作为一种控制城镇扩展蔓延的技术手段和政策工具， 如何科学划定城镇开发边 界、 优化国土空间开发结构已成为中国新型城镇 化建设中的重要内容之一。 [0003]在城镇开发边界划定研究方面， 国内外各地的实践丰富了划定城镇开发边界的理 论和方法， 目前的城镇开 发边界划定方法主要分为三种类型： 增长模拟法、 生态约束法和综 合模型法。 2015年， Sakieh等在 “Journal of Housing&the  Built Environment ”上发表 “Simulating  Urban Expansion  and Scenario  Prediction  Using A Cellular  Automata   Urban Growth Model,SLEUTH,through  A Case Study of Karaj City,Iran ”， 利用SLEUTH 模型从紧凑和 粗放两种情景预测城镇建设用地扩展情况， 将二者结合划定城镇开发边界。 2012年， 王玉国等在 “城市发展研究 ”上发表“基于土地生态适宜性评价的城市空间增 长边 界划定——以深汕特别合作区为例 ”， 采用生态 适宜性评价的方法， 对土地的生态适宜性程 度进行分级评析， 进而确定城镇刚性增长边界和弹性增长边界。 2016年， Jiang等在 “Annals  of the American  Association  of Geographers ”上发表“Using Urban Development   Boundaries  to Constrain  Uncontrolled  Urban Sprawl in China”， 模拟研究区城镇建 设用地扩展情况， 考虑土地承载力评价结果和土地利用总体规划中划定的管制区范围， 勾 画出研究区的城镇 开发边界。 [0004]然而现有的城镇开发边界划定方法， 较多的是基于目标年城镇建设用地规模预测 和城镇扩展模拟结果进行划定， 划定的结果过于依赖对未来城镇用地规模的预测和模拟的 精度， 这种依赖极大 的影响了城镇开发边界划定的结果。 并且模拟形成的城镇建设用地需 要通过外围勾勒形成城镇 开发边界， 不能自动提取生成结果。 发明内容 [0005]本发明要解决的技术问题是： 如图实现减少对城镇规模预测的依赖性、 实现城镇 开发边界的自动提取的城镇 开发边界划定方法。 [0006]为了解决上述技术问题， 本发明提出的技术方案是： 基于超像素分割的城镇开发 边界划定方法， 执 行如下步骤： [0007]步骤1)、 数据准备； 量化城镇扩展驱动因子和城镇扩展约束因子分别用于进行城 镇扩展潜力评价和城镇扩展阻隔约束评价；说　明　书 1/4 页 3 CN 114943897 A 3