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基于GIS和历史卫星影像的城市建筑大数据识别
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Identification of City-scale Building Information Based on GIS Datasets and Historical Satellite Imagery
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    摘要:

    在城市建筑群能耗模拟中,建筑类型和建筑年代是典型建筑参考的主要依据,目 前较难直接获取相关数据. 为识别建筑类型,以长沙市区21 538个建筑轮廓(不含城市地图信 息点和区域边界轮廓信息)为例,基于建筑轮廓的轮廓面积、近似矩形短边宽度、近似矩形系 数等几何特征,运用随机森林方法成功识别出低层住宅、公寓式住宅和其他类型,整体准确率 为 81.7%. 为识别建筑年代,以长沙市中心区域 7 900 个建筑轮廓为例,基于历史卫星影像数 据,运用卷积神经网络方法自动提取不同年代的建筑轮廓,平均精确度为80%. 然后分别相交 分析推断出5 077栋建筑建造于2005年之前,1 606栋建筑建造于2005—2014年,1 217栋建筑 建造于 2015—2017 年 . 该方法同样适用于其他城市,为后续的建筑群能耗模拟提供了数据 支持.

    Abstract:

    Building type and built year are critical parameters to infer archetype buildings for urban building en? ergy modeling(UBEM). Currently,it is difficult to directly obtain these data for most cities. For the building type identification,taking 21 538 building footprints(without a point of interest and community boundary information)in Changsha City as an example,this paper used the random forest algorithm to successfully identify low-rise resi? dences,apartment residences,and other types based on the geometric characteristics,with an overall accuracy of 81.7%. For the determination of built year,7 900 building footprints in the downtown area of Changsha were selected as a case study,and this paper applied the convolutional neural network algorithm to automatically extract building footprints from different historical satellite imageries,with an average precision of 80%. Then,the intersection analy? sis showed that 5 077 buildings were built before 2005,1 606 buildings were built from 2005 to 2014,and 1 217 buildings were built from 2015 to 2017. The proposed method can be easily applied to other cities,and provide data support for UBEM in the future.

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邓章 ,陈毅兴 .基于GIS和历史卫星影像的城市建筑大数据识别[J].湖南大学学报:自然科学版,2022,49(5):215~222

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  • 在线发布日期: 2022-06-06
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