一种区域高铁可达性测算与模拟方法技术

本发明专利技术提供一种区域高铁可达性测算与模拟方法，其包括，步骤一、根据所述待研究区域的遥感图像、全球定位数据和各研究年份的交通地图信息融合生成待研究区域各年份的交通地理地图；步骤二、将待研究区域中各级行政区域作为研究对象图层，确定研究对象图层为省级图层、市级图层、还是县级图层，确定所述研究对象图层中每两个研究节点之间的可达性值；步骤三、计算任一研究对象图层可达性值和待研究区域的综合可达性值；步骤四、在ArcGIS平台上利用反距离权重插值法生成待研究区域各个年份的可达性等值线、高铁可达性等值线图和高铁可达性对比等值面。本发明专利技术为计算高铁可达性提供了一种空间数据的处理方法，反映空间格局和演化过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高铁可达性测算领域，特别涉及一种区域高铁可达性测算与模拟方法

技术介绍
高速铁路是运行于专用铁路系统的一种客运铁路运输形式，其运行速度和运输能力要比常规铁路运输提升很多。在我国，高铁的建设有两种主要方式：一种是新建专用轨道线，另外一种就是升级现有轨道线使其能容纳高速列车的运行。而通过这两种方式建设所形成的高速铁路网又包含有两种主要类型的线路：一是跨区域的高速客运专线的国家网络，二是在区域内的高速城际铁路线。相对于常规铁路，两类高铁都能显著缩短城际出行的时间，从而改善城市的外部可达性。可达性是指特定交通模式赋予个人的在特定时间内抵达特定地点以获取机会的能力。基于该定义.高铁的可达性实际上指的是个人在特定时间内通过特定交通模式抵达特定高铁站享用高铁服务的能力。高铁的可达性也相应地包含两个主要的部分：高铁站在高铁网络中的通达性.以及高铁站在城市交通网络中的通达性。目前，关于高铁可达性的研究其可达性数值的计算较为复杂，且较为单一与片面化仅侧重具体的省际、城际、县际的单独一个方面的高铁可达性研究。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种区域高铁可达性测算与模拟方法，本专利技术通过两个研究节点的高铁路径的最短空间距离计算两个研究节点的可达性值和任一研究节点的可达性值，简化所述可达性值的计算方法。本专利技术的另一个目的是，研究待研究区域不同行政区域内部及不同行政区域之间综合可达性值，综合、全面地分析待研究区域的可达性值。本专利技术还有一个目的是融合待研究区域不同年份的可达性值面层，分析待研究区域不同年份可达性值的变化趋势。为此本专利技术提供一种区域高铁可达性测算与模拟方法，其包括：步骤一、获取待研究区域的遥感图像(RS图像)、全球定位数据(GPS数据)和待研究区域各研究年份的交通地图信息，并利用地理信息并行处理模式将所述遥感图像、所述全球定位数据和各研究年份的所述交通地图信息融合生成待研究区域各年份的交通地理地图；步骤二、将待研究区域中各级行政区域分别作为研究对象图层，并将所述研究对象图层中的行政单元城市作为研究节点；确定所述研究对象图层中每两个研究节点i、j之间的最短空间距离sij，并将所述最短空间距离sij的倒数1/sij作为两个研究节点之间的可达性值Sij；步骤三、将所述研究对象图层中研究节点i与所述研究对象图层中的其他研究节点之间的可达性值求和得到本研究节点i的可达性值Si，并对本研究节点的可达性值进行线性归一处理得到本研究节点i的最终可达性值Mi；获取所述研究对象图层中n个研究节点的最终可达性值，计算所有研究节点最终可达性值的权重，将所有研究节点的权重相乘并开n次方获得所述研究对象图层可达性值AC；将各个研究对象图层可达性值按照下述公式进行计算得到待研究区域的所有研究对象图层综合可达性值；i与j表示研究节点；n表示所述研究对象图层中有n个研究节点；sij表示i到j的最短空间距离；Sij表示两个所述研究节点间可达性值；Mi表示所述研究节点i的最终可达性值；AC表示所述研究对象图层可达性值；AC综合表示待研究区域综合可达性值；步骤四、将所述研究区域的所有研究对象图层导入ArcGIS平台中，并将所有研究节点的最终可达性值添加到对应年份的所述研究对象图层上；在所述ArcGIS平台上利用反距离权重插值法按照最终可达性值的大小生成各个研究对象图层的可达性等值线，并将各个研究年份的所述可达性等值线进行叠加生成待研究区域各个年份的高铁可达性等值线图；即在ArcGIS平台中，将所有研究节点的最终可达性值与对应的年份输入到该节点所在的研究对象图层的属性表中，然后利用所述ArcGIS平台上反距离权重插值法即可生成研究对象图层的可达性等值线。为待研究各个年份分配色谱中不同的色系，对任一年份的高铁可达性等值线图的底色分配该年份所对应的色系中的一个颜色，同时，将所述高铁可达性等值线图中每条可达性等值线分配该色系中的其他颜色，得到该年份的可达性等值面，将各个年份的可达性等值面进行叠加生成待研究区域待研究各年份的可达性对比等值面。构建能同时体现不同年份高铁可达性等值面的对比等值面，研究待研究区域的不同年份等值面呈现的差别之处，省去多次生成等值面的麻烦，效率高且交互性强。优选的是，所述的区域高铁可达性测算与模拟方法中，还包括：调取待研究区域的可达性对比等值面图，根据所述可达性值对不同年份的可达性等值面深度线索提取并进行深度赋值，构建待研究区域的可达性3D模拟图。以不同年份可达性值作为视觉深度值，对不同年份的可达性等值面赋予与可达性值相等的视觉深度，完成待研究区域的可达性3D模拟图的构建。构建待研究区域的可达性3D模拟图，在动态交互过程下实行查询跟踪、多视角多窗口模拟与影像快速编辑与生成，通过变换位置，在可视化窗下从侧视、俯视和平视等多个角度观察空间格局变化情况并进行动态的编辑与合成，对画面进行任意缩放与查看细节，暂停运行过程观察某一个时间快照或在空间上变化观察视点等，把所需信息用符号的色相、亮度、纹理的变化来突出描述空间定位动态可视化的变化情况，并与实际地理位置电子专题地图叠加，从而判断模型的3D模拟效果与现实场景的拟合程度，最后通过设置目标图层的属性，采用不同渲染方法即生成高铁可达性专题图，真实模拟再现不同年份的基于高铁的区域与城市空间格局变化真实效果。优选的是，所述的区域高铁可达性测算与模拟方法中，计算研究节点i和j间可达性值，计算公式为：计算研究节点i的可达性值，计算公式为：对所述研究节点i进行线性归一处理，计算公式为： M i = S i - S i ( min ) S i ( max ) - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区域高铁可达性测算与模拟方法，其特征在于，包括：步骤一、获取待研究区域的遥感图像(RS图像)、全球定位数据(GPS数据)和待研究区域各研究年份的交通地图信息，并利用地理信息并行处理模式将所述遥感图像、所述全球定位数据和各研究年份的所述交通地图信息融合生成待研究区域各年份的交通地理地图；步骤二、将待研究区域中各级行政区域作为研究对象图层，并将所述研究对象图层中的行政单元城市作为研究节点；确定所述研究对象图层中每两个研究节点i、j之间的最短空间距离sij，并将所述最短空间距离sij的倒数1/sij作为两个研究节点之间的可达性值Sij；步骤三、将所述研究对象图层中研究节点i与所述研究对象图层中的其他研究节点之间的可达性值求和得到本研究节点i的可达性值Si，并对本研究节点i的可达性值进行线性归一处理得到本研究节点i的最终可达性值Mi；获取所述研究对象图层中所有n个研究节点的最终可达性值，计算所有研究节点最终可达性值的权重，将所有研究节点的权重相乘并开n次方获得所述研究对象图层可达性值AC；将各个研究对象图层可达性值按照下述公式进行计算得到待研究区域综合可达性值；i与j表示研究节点；n表示所述研究对象图层中有n个研究节点；sij表示i到j的最短空间距离；Sij表示两个所述研究节点间可达性值；Mi表示所述研究节点i的最终可达性值；AC表示所述研究对象图层可达性值；AC综合表示待研究区域综合可达性值；步骤四、将所述研究区域的所有研究对象图层导入ArcGIS平台中，并将所有研究节点的最终可达性值添加到对应年份的所述研究对象图层上；在所述ArcGIS平台上利用反距离权重插值法按照最终可达性值的大小生成各个研究对象图层的可达性等值线，并将各个研究年份的所述可达性等值线进行叠加生成待研究区域各个年份高铁可达性等值线图；为待研究各个年份分配色谱中不同的色系，对任一年份的高铁可达性等值线图的底色分配该年份所对应的色系中的一个颜色，同时，将所述高铁可达性等值线图中每条可达性等值线分配该色系中的其他颜色，得到该年份的可达性等值面；将各个年份的可达性等值面进行叠加生成待研究区域待研究各年份的可达性对比等值面。...

【技术特征摘要】
1.一种区域高铁可达性测算与模拟方法，其特征在于，包括：
步骤一、获取待研究区域的遥感图像(RS图像)、全球定位数据(GPS
数据)和待研究区域各研究年份的交通地图信息，并利用地理信息并行处理
模式将所述遥感图像、所述全球定位数据和各研究年份的所述交通地图信息
融合生成待研究区域各年份的交通地理地图；
步骤二、将待研究区域中各级行政区域作为研究对象图层，并将所述研
究对象图层中的行政单元城市作为研究节点；确定所述研究对象图层中每两
个研究节点i、j之间的最短空间距离sij，并将所述最短空间距离sij的倒数1/sij作为两个研究节点之间的可达性值Sij；
步骤三、将所述研究对象图层中研究节点i与所述研究对象图层中的其
他研究节点之间的可达性值求和得到本研究节点i的可达性值Si，并对本研
究节点i的可达性值进行线性归一处理得到本研究节点i的最终可达性值Mi；
获取所述研究对象图层中所有n个研究节点的最终可达性值，计算所有
研究节点最终可达性值的权重，将所有研究节点的权重相乘并开n次方获得
所述研究对象图层可达性值AC；
将各个研究对象图层可达性值按照下述公式进行计算得到待研究区域综
合可达性值；i与j表示研究节点；n表示所述研究对象图层中有n个研究节点；sij表
示i到j的最短空间距离；Sij表示两个所述研究节点间可达性值；Mi表示所
述研究节点i的最终可达性值；AC表示所述研究对象图层可达性值；AC综合表
示待研究区域综合可达性值；
步骤四、将所述研究区域的所有研究对象图层导入ArcGIS平台中，并
将所有研究节点的最终可达性值添加到对应年份的所述研究对象图层上；在
所述ArcGIS平台上利用反距离权重插值法按照最终可达性值的大小生成各
个研究对象图层的可达性等值线，并将各个研究年份的所述可达性等值线进
行叠加生成待研究区域各个年份高铁可达性等值线图；
为待研究各个年份分配色谱中不同的色系，对任一年份的高铁可达性等

\t值线图的底色分配该年份所对应的色系中的一个颜色，同时，将所述高铁可
达性等值线图中每条可达性等值线分配该色系中的其他颜色，得到该年份的
可达性等值面；将各个年份的可达性等值面进行叠加生成待研究区域待研究
各年份的可达性对比等值面。
2.如权利要求1所述的区域高铁可达性测算与模拟方法，其特征在于，
还包括：
调取待研究区域的可达性对比等值面图，根据所述可达性值对不同年份
的可达性等值面深度线索提取并进行深度赋值，构建待研究区域的可达性3D
模拟图。
3.如权利要求2所述的高铁空间格局模拟方法，其特征在于，
计算研究节点i和j间可达性值，计算公式为：计算研究节点i的可达性值，计算公式为：对所述研究节点i进行线性归一处理，计算公式为：
当研究县级研究对象图层时，则所述研究节点为县级市，则该县级研究
对象图层可达性...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜博，薛睿，初楠臣，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23