一种基于POI和公交刷卡数据的城市功能区识别方法技术

本发明专利技术公开一种基于POI和公交刷卡数据的城市功能区识别方法，包括基于网络电子地图获取目标城市POI数据，建立POI指标；对目标城市划分区域，统计获得各区域的POI指标并计算对应的POI总指标值POI_Classes；根据各区域的POI指标和POI总指标值，判别各区域包含的城市功能以及包含各类城市功能的数量，获得城市单一功能区和功能混合的各区域；获取城市功能混合的各区域的公交刷卡数据，并根据所述公交刷卡数据建立并计算公交车站的乘车人数特征指标；根据计算的所述乘车人数特征指标值，进行城市功能混合的各区域的聚类，根据聚类结果各类别的聚类中心的乘车人数特征指标值，确定各类区域的城市功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于POI和公交刷卡数据的城市功能区识别方法
本专利技术涉及地理信息
，特别涉及一种基于POI和公交刷卡数据的城市功能区识别方法。
技术介绍
城市功能区划分是城市管理和城市规划的基础。早期城市功能区划分研究主要采用人口经济普查、土地利用地图和调查问卷等数据，受数据的约束，城市功能格局研究的空间尺度较大，多以乡镇\街道或区县为基本空间单元。近年来，随着信息和通讯技术的发展，涌现了大量的基于个体行为的LBS(LocationBasedService)大数据(如：全球定位系统GPS、全球移动通信系统及智能卡收费系统数据)，为城市功能区的细致划分创造了条件。公交刷卡数据表征了个体出行规律，如何从中挖掘居民出行规律与城市功能特征的关联是采用公交刷卡数据研究城市功能分区的关键。现有技术中城市功能区识别的方法是通过居民个体出行时间、起始地、目的地和出行目的等与城市功能的关联分析来研究城市功能分区，以乘车个体为研究对象，构建居民出行模型，通过文本挖掘等方法进行研究，这种方式直接对海量个体数据进行挖掘，对挖掘算法的要求高，且分析效率较低。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种基于POI和公交刷卡数据的城市功能区识别方法，旨在提供一种对城市功能识别更准确的城市功能识别方法。为实现上述目的，本专利技术提出的一种基于POI和公交刷卡数据的城市功能区识别方法，包括：基于网络电子地图获取目标城市POI数据，建立POI指标{IsContainResidence，IsContainJob，IsContainShopping}，以及POI总指标POI_Classes；其中，IsContainResidence为是否含住宅功能，IsContainJob为是否含就业功能，IsContainShopping为是否含购物服务；对目标城市划分区域，根据各区域包含的POI以及包含各类POI的数量，统计获得各区域的POI指标并计算对应的POI总指标值POI_Classes；根据各区域的POI指标和POI总指标值，获得城市单一功能区和功能混合的各区域；获取城市功能混合的各区域的公交刷卡数据，并根据所述公交刷卡数据建立并计算公交车站的乘车人数特征指标值；根据计算的所述乘车人数特征指标值，确定该区域的城市功能。优选的，所述获取目标土地的公交刷卡数据，并根据所述公交刷卡数据建立并计算公交车站的乘车人数特征指标，具体包括：获取目标土地的公交刷卡数据，分别统计公交刷卡数据指标根据公交刷卡数据指标计算每个公交车站的特征值，其中每个公交车站的特征值包括全时绝对量特征全时波动特征全时偏度特征全时峰度特征以及全时趋势特征TF(Qik)；其中，表示第i个公交车站工作日/周末在第t个时段的上车人数；k取1时表示工作日，k取2时表示周末。优选的，所述全时绝对量特征的计算公式为：其中，T为一天的时间段总数。优选的，所述全时波动特征的计算公式：其中，T为一天的时间段总数。优选的，所述全时偏度特征的计算公式：其中，T为一天的时间段总数。优选的，所述全时峰度特征的计算公式：其中，T为一天的时间段总数。优选的，所述全时趋势特征的计算公式：其中，T为一天的时间段总数。优选的，POI总指标POI_Classes的计算公式为：POI_Classes＝IsContainResidence×100+IsContainJob×10+IsContainShopping。本专利技术提供的技术方案中，无需下车数据，因此全部公交刷卡数据都参与计算。在挖掘个体行为模式进行城市功能分区的研究中，需采用个体上下车时间和地点建立模型，因此只采用了上下车均刷卡的公交线路数据，然而实际上在各地公交系统中，仅上车刷卡的公交线路占比较大。进一步地，区域内包含的POI类别用于反映了区域的功能类型；而POI数量的多少不能反映其功能的强弱，POI代表的地理实体所服务的人群数量更能反映其功能的强弱；且出行目的不同，出行时间规律特征也存在差异性。本专利技术通过综合考虑出行目的不同和POI代表的地理实体所服务的人群数量，更精确地区分区域功能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一实施例基于POI和公交刷卡数据的城市功能区识别方法的流程示意图；图2为北京朝阳区的裁剪后的地图；图3为本专利技术表征公交车站的乘车人数特征指标的一实施例的流程示意图；图4为西便门、东直门、航天桥南三个公交车站各时段上车人数的曲线示意图；图5为地铁北宫门站、地铁西红门站三个公交车站各时段上车人数的曲线示意图；图6为燕灵路口、安慧桥北、慈云寺三个公交车站各时段上车人数的曲线示意图；图7为某两个公交车站各时段上车人数的曲线示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种基于POI和公交刷卡数据的城市功能区识别方法，请参阅图1，所述城市功能区识别方法包括：步骤S100，基于网络电子地图获取目标土地POI(兴趣点)数据，建立POI指标{IsContainResidence，IsContainJob，IsContainShopping}，以及POI总指标POI_Classes；其中，IsContainResidence为是否含住宅功能，IsContainJob为是否含就业功能，IsContainShopping为是否含购物服务；步骤S200，对目标城市划分区域，根据各区域包含的POI以及包含各类POI的数量，统计获得各区域的POI指标并计算对应的POI总指标值；步骤S300，根据各区域的POI指标和POI总指标值，获得城市单一功能区和功能混合的各区域；步骤S400，获取城市功能混合的各区域的公交刷卡数据，并根据所述公交刷卡数据建立并计算公交车站的乘车人数特征指标；步骤S500，根据计算的所述乘车人数特征指标值，确定该区域的城市功能。下面来详述介绍各步骤的执行。首先执行步骤S100，基于网络电子地图获取目标土地POI数据，建立POI指标，以及POI总指标。其中，POI数据为兴趣点数据(PointofInterest)，通过POI数据刻画区域设施功能属性。这些POI数据包含了住宅、商铺、学校、酒店等信息，网络电子地图POI按统一的三级分类标准对这些信息进行组织。根据这些POI数据提取得到POI指标，本专利技术以北京市朝阳区的POI数据为例将POI指标分为三类：IsContainResidence(是否含住宅功能)、IsContainJob(是否含就业功能)、IsContainShopping(是否含购物服务)。关于POI指标的说明和提取方法详见表1。表1POI指标及提取说明通过统计IsContainReside本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于POI和公交刷卡数据的城市功能区识别方法，其特征在于，包括：基于网络电子地图获取目标城市POI数据，建立POI指标{IsContainResidence，IsContainJob，IsContainShopping}，以及POI总指标POI_Classes；其中，IsContainResidence为是否含住宅功能，IsContainJob为是否含就业功能，IsContainShopping为是否含购物服务；对目标城市划分区域，根据各区域包含的POI以及包含各类POI的数量，统计获得各区域的POI指标并计算对应的POI总指标值POI_Classes；根据各区域的POI指标和POI总指标值，获得城市单一功能区和功能混合的各区域；获取城市功能混合的各区域的公交刷卡数据，并根据所述公交刷卡数据建立并计算公交车站的乘车人数特征指标值；根据计算的所述乘车人数特征指标值，进行城市功能混合的各区域的聚类，根据聚类结果各类别的聚类中心的乘车人数特征指标值，确定各类区域的城市功能。

【技术特征摘要】
1.一种基于POI和公交刷卡数据的城市功能区识别方法，其特征在于，包括：基于网络电子地图获取目标城市POI数据，建立POI指标{IsContainResidence，IsContainJob，IsContainShopping}，以及POI总指标POI_Classes；其中，IsContainResidence为是否含住宅功能，IsContainJob为是否含就业功能，IsContainShopping为是否含购物服务；对目标城市划分区域，根据各区域包含的POI以及包含各类POI的数量，统计获得各区域的POI指标并计算对应的POI总指标值POI_Classes；根据各区域的POI指标和POI总指标值，获得城市单一功能区和功能混合的各区域；获取城市功能混合的各区域的公交刷卡数据，并根据所述公交刷卡数据建立并计算公交车站的乘车人数特征指标值；根据计算的所述乘车人数特征指标值，进行城市功能混合的各区域的聚类，根据聚类结果各类别的聚类中心的乘车人数特征指标值，确定各类区域的城市功能。2.如权利要求1所述的城市功能区识别方法，其特征在于，所述获取目标城市的公交刷卡数据，并根据所述公交刷卡数据建立并计算公交车站的乘车人数特征指标，具体包括：获取目标城市的公交刷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，周全强，段亮亮，李壮，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37