基于高分辨率卫星影像的轨道交通站点周边用地优化研究

论文摘要

随着我国城市发展和交通基础设施建设的快速推进,土地资源短缺、土地利用效能低下等城市发展问题随之出现并不断加剧。轨道交通系统作为交通基础设施的骨干,在协调交通设施建设与土地利用关系、解决城市发展问题等方面发挥关键性作用。论文基于高分辨率卫星影像进行用地信息提取试验,对城市轨道交通站点周边用地情况进行详细研究。论文的主要研究内容如下:（1）提出了建筑容积率分类提取方法,通过对WorldView-3高分辨率卫星影像实施主成分变换与采用加权均值结合最大面积法的多层级多尺度分割,基于第一主成分、第二主成分、长宽比、主方向、边界指数、矩形拟合度等多个特征,使用朴素贝叶斯网络分类器,按照比例分层抽样法与系统抽样法选取样本并用于训练分类器,完成了居住类、商业商务类、工业类等三类建筑容积率分类提取试验。试验结果表明,阴影面积法与阴影长度法的容积率估算精度分别为93.90%与85.19%,阴影面积法估算精度显著优于阴影长度法,同时验证了容积率分类提取方法的有效性。（2）以北京市地铁长阳站为例,基于长阳站及其相邻两站的乘客出行调查数据,结合站点周边路网结构进行距离换算折减,得到站点的步行吸引半径、自行车吸引半径和公交车吸引半径等三项合理吸引半径,并基于泰森多边形原理确定了站点潜在吸引范围;分别从半径300m的核心圈层、半径742m的直接影响区、半径1000m的次级影响区三个圈层,对长阳站周边沿轨道交通线和垂直轨道交通线方向区域的用地布局、建筑密度、建筑容积率进行现状分析。研究结果表明:1)轨道交通站点吸引范围通常是不规则多边形;2)长阳站当前功能定位与商服型站点不符,用地布局尚未达到商服型站点用地理想布局状态,用地在不同方向区域存在不同程度的不均衡开发;（3）基于以交通为导向的TOD（Transit Oriented Development）发展模式核心理念,构建用地多目标优化模型,并借助Matlab优化工具箱,将用地多目标优化模型分别应用于三个圈层中。研究结果表明:长阳站周边各圈层内各类用地均存在较大的改善空间,建议充分挖掘各圈层中未利用土地的环境质量与商业服务活动的空间与潜力,使长阳站片区的发展趋势与发展规划相协调。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 研究目的及意义
•   1.3 国内外研究现状综述
•     1.3.1 遥感方法提取容积率研究现状
•     1.3.2 轨道站点周边用地优化研究现状
•     1.3.3 国内外研究现状评述
•   1.4 研究方法与技术路线
•     1.4.1 研究方法
•     1.4.2 技术路线
•   1.5 研究内容与框架组织
•     1.5.1 研究内容
•     1.5.2 框架组织
• 2 基于高分辨率遥感影像的容积率分类提取原理
•   2.1 容积率提取的各遥感方法综述
•   2.2 影像分割
•     2.2.1 基本原理
•     2.2.2 多尺度分割
•   2.3 影像特征
•     2.3.1 光谱特征
•     2.3.2 几何特征
•   2.4 影像分类
•     2.4.1 基本原理
•     2.4.2 贝叶斯网络
•   2.5 容积率计算原理
•     2.5.1 阴影面积法
•     2.5.2 阴影长度法
•   2.6 本章小结
• 3 TOD模式下的轨道交通站点周边用地优化研究
•   3.1 TOD核心理念
•   3.2 站点对周边用地的吸引范围
•     3.2.1 合理吸引范围
•     3.2.2 潜在吸引范围
•   3.3 站点类型划分
•     3.3.1 划分的要素分析与选择
•     3.3.2 划分方法
•   3.4 用地多目标优化模型
•     3.4.1 基本假设
•     3.4.2 符号定义
•     3.4.3 决策变量
•     3.4.4 目标函数
•     3.4.5 约束条件
•     3.4.6 求解方法
•   3.5 本章小结
• 4 容积率提取方法研究
•   4.1 试验数据及区域
•   4.2 主成分变换
•   4.3 目标对象提取
•     4.3.1 影像多尺度分割
•     4.3.2 样本对象选取
•     4.3.3 应用分类器分类
•   4.4 容积率计算
•     4.4.1 计算过程
•     4.4.2 精度分析
•   4.5 本章小结
• 5 实例研究——以地铁长阳站为例
•   5.1 站点及周边区域概况
•   5.2 确定站点影响范围
•     5.2.1 乘客出行调查
•     5.2.2 距离换算折减
•     5.2.3 研究范围圈定
•   5.3 研究区域用地现状信息
•     5.3.1 各类用地布局
•     5.3.2 各类用地强度
•   5.4 研究区域用地优化
•     5.4.1 模型参数确定
•     5.4.2 用地优化过程
•     5.4.3 结果分析及建议
•   5.5 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 主要研究结论
•   6.2 主要创新点
•   6.3 不足与展望
• 参考文献
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 叶敏

导师: 王斌

关键词: 高分辨率卫星影像,轨道交通站点,用地多目标优化,容积率

来源: 北京交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 自然地理学和测绘学,建筑科学与工程

单位: 北京交通大学

分类号: P237;TU984.113

总页数: 100

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