中国31个主要城市绿地数据(空间分辨率为1m)

       近年来,为了满足生态文明和可持续发展的理念,科学的城市绿地规划和管理在中国越来越受到重视。因此,提高UGS分类体系和布局布局的合理性,建设绿色宜居城市,是近年来政府和学者关注的重点。为此,本文选取中国大陆31个主要城市作为研究区域,旨在构建官方分类系统下用于深度学习模型训练的综合UGS数据集,并为每个城市生成高分辨率的绿色空间地图。

       研究区域包括四个直辖市(北京、上海、天津和重庆)、五个自治区的首府(呼和浩特、南宁、拉萨、银川和乌鲁木齐)以及中国大陆 22 个省的省会(哈尔滨、长春、沈阳、石家庄、兰州、西宁、西安、郑州、济南、长沙、武汉、南京、成都、贵阳、昆明、杭州、南昌、广州、福州和海口)

该数据是由中山大学石茜等研究者通过深度学习方法,基于GoogleEarth影像和城市边界数据绘制的。数据格式为栅格格式(.tif)。空间分辨率为1m。数据采集与2020年。

以下是本数据生产的基本流程:

  1. 使用全球城市边界(GUBs)数据对遥感图像进行裁剪,构建一个高分辨率的城市绿地数据集(UGSet),共包含 4544 个大小为 512x512 的样本。

  2. 构建一个由生成器(UGSNet)和判别器组成的深度学习模型。UGSNet 是一个用于提取绿地空间的全卷积网络,它集成了增强坐标注意力(ECA)模块以捕获更有效的特征表示,并使用点头模块获得精细的绿地空间结果。判别器是一个全连接网络,用于通过对抗训练来适应不同城市的绿地空间映射。

  3. 实现流程的主要步骤如下: a. 首先,对 UGSNet 进行预训练,使用 UGSet 获得生成器的良好起始训练点。 b. 在 UGSet 上预训练后,判别器负责通过对抗训练将预训练的 UGSNet 适应到不同城市。 c. 最后,使用 2179 个 Google Earth 图像(分辨率约为 1.1 米,经度为 7′30′′,纬度为 5′00′′的数据框)获得中国 31 个主要城市的绿地空间分布数据(UGS-1m)。

类似数据基本生产流程总结如下:

一、数据收集和预处理:

  • 从 Google Earth Engine 下载对应城市边界范围内的高分辨率遥感影像(如 1 米分辨率)。

  • 从公开的城市边界数据源(如 OpenStreetMap)获取城市边界数据。

  • 对下载的遥感影像进行裁剪,保留目标城市范围内的数据。

  • 对影像进行数据增强,以提高模型的泛化能力,例如旋转、缩放、翻转等。

二、标签制作:

  • 对裁剪后的遥感影像进行人工标注,以产生绿地和非绿地的分类标签。这是训练深度学习模型的关键数据。

  • 也可以尝试使用半监督或弱监督方法生成标签,以减少人工标注的工作量。

三、模型选择与训练:

  • 选择合适的深度学习模型,例如 U-Net、SegNet、DeepLab 等,这些模型在遥感影像分割任务中表现良好。

  • 将预处理过的遥感影像和对应的标签输入模型进行训练,调整超参数以优化模型性能。

  • 使用交叉验证方法评估模型的性能,如准确率、召回率、F1 分数等。

四、模型推理:

  • 使用训练好的模型对整个城市范围内的遥感影像进行推理,得到绿地分布数据。

  • 可能需要将遥感影像分割成较小的子图像,以适应模型的输入尺寸。在推理完成后,需要将子图像拼接回原始影像的尺寸。

五、结果后处理与分析:

  • 对模型输出的绿地分布数据进行后处理,例如去除噪声、填充空洞等。

  • 对绿地分布数据进行定量分析,如绿地覆盖率、绿地连通性等指标。

  • 可以将绿地分布数据与其他地理信息数据进行融合,以便进行更深入的城市规划和环境保护研究。

在整个流程中,需要注意数据质量、模型性能和计算资源的平衡。不断优化模型和调整参数,以达到更好的绿地分布数据提取效果。

​数据下载地址:

①四个直辖市(北京上海天津重庆);

②五个自治区的首府(呼和浩特南宁拉萨银川乌鲁木齐);

③大陆 22 个省的省会(哈尔滨长春沈阳石家庄兰州西宁西安郑州济南长沙武汉南京成都贵阳昆明杭州南昌广州福州太原合肥海口);

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