一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法技术

本发明专利技术公开了一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法，属于计算、推算或计数的技术领域。该方法：首先对居民历史出行数据及城市兴趣点进行采集；然后提取出行起讫点位置，并通过聚类生成交通小区；计算各交通小区的兴趣点比例及兴趣点密度，对综合土地利用类型进行划分；根据居民历史出行数据，按出行时间提取各交通小区每天的交通需求序列；整合每一类综合土地利用类型对应交通小区的交通需求序列，进而通过时间序列聚类提取各综合土地利用类型下典型的交通需求分布，具体包括交通发生量分布与交通吸引量分布。本发明专利技术具有较高的推广应用价值，能够为城市土地合理开发利用提供客观建议，为定点交通管理与控制提供参考信息。

【技术实现步骤摘要】
一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法
本专利技术公开了一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法，涉及数据驱动的城市交通需求分析技术，属于计算、推算或计数的

技术介绍
近年来，随着我国城市化进程的不断加快，土地开发强度显著提高，综合土地利用已成为当今城市土地开发的必然趋势。在此背景下，不同综合土地利用类型下的交通需求分布往往存在较大差异，城市交通需求分布日益复杂。由于城市早期的土地开发相对无序，导致城市拥堵问题愈发严重，尤其是在早晚高峰期间，高度集中的交通需求导致城市整体交通系统不堪重负。为此，有必要面向不同的综合土地利用类型提取交通需求分布，进而从均衡交通需求的角度指导城市土地的合理开发利用，缓解现阶段的城市交通拥堵问题。目前，随着智能手机的普及，电子地图开始被广泛使用。通过使用电子地图接口，可以下载城市内部的兴趣点。兴趣点通过对学校、银行、医院、超市等与生活密切相关的地理实体及其位置进行描述，可以直接反映城市人口密度、发展程度与开发强度等信息，为快速识别城市内部土地利用类型提供支撑。此外，随着GPS定位技术的不断发展，出租车、公交车以及共享单车因普遍安装了GPS记录仪而能够实时定位车辆的位置，由此可以记录居民的历史出行数据，为城市交通需求的提取与分析奠定基础。虽然目前已有较多研究关注于提取城市交通需求并分析其时空分布，但仍存在各种局限。首先，现有研究多关注于单一土地利用类型对交通需求分布的影响，但很少有学者对综合土地利用类型下的交通需求分布进行研究。此外，在相同的土地利用类型下，交通需求仍然可能会因受到土地开发强度的影响而呈现出不同的分布特征。在以往研究中往往将相同土地利用类型下的交通需求进行集计分析，忽略了土地开发强度对交通需求分布的影响，研究成果存在局限性。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是针对上述
技术介绍
的不足，提供一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法，通过客观划分综合土地利用类型并合理提取交通需求分布，通过计算综合土地利用类型对应的兴趣点密度反映土地开发强度，解决现有交通需求分布提取方法多关注于单一土地利用类型对交通需求分布的影响以及忽略土地开发强度对交通需求分布的影响的技术问题，实现根据交通小区内不同类型兴趣点的比例及密度对交通小区进行聚类处理得到体现不同土地利用类型对交通需求分布的影响的综合土地利用类型这一专利技术目的。本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案：一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法，包括以下步骤：(1)采集数据：采集居民的历史出行数据和城市的兴趣点，具体包含以下数据：(11)历史出行数据包括：出行日期、出发时间、出发位置、到达时间、到达位置；(12)兴趣点包括：兴趣点类型、兴趣点位置；(2)提取起讫点位置：提取步骤(1)采集的所有历史出行数据中的出发位置和到达位置，整合为起讫点位置数据集；(3)生成交通小区：包括划分起讫点集群与绘制交通小区两个步骤，具体如下：(31)划分起讫点集群：对步骤(2)得到的起讫点位置数据集进行聚类，得到不同的起讫点集群；(32)绘制交通小区：针对每一个起讫点集群，连接外围起讫点，形成闭合区域，即交通小区；外围起讫点的连接线为交通小区边界；(4)统计兴趣点比例与密度：包括划分兴趣点、计算兴趣点比例和计算兴趣点密度三个步骤，具体如下：(41)划分兴趣点：将步骤(1)采集的兴趣点位置与步骤(32)得到的交通小区边界进行匹配，将兴趣点划分至各交通小区；(42)计算兴趣点比例：统计各交通小区内不同兴趣点类型所占的比例；(43)计算兴趣点密度：统计各交通小区内的兴趣点数量，同时计算交通小区面积，用兴趣点数量除以交通小区面积得到兴趣点密度；(5)划分综合土地利用类型：对步骤(4)得到的各交通小区兴趣点比例和兴趣点密度进行聚类，将交通小区划分为不同的综合土地利用类型；(6)统计交通需求序列：包括统计交通发生量序列与统计交通吸引量序列两个步骤，具体如下：(61)统计交通发生量序列：针对每一种综合土地利用类型，利用步骤(1)采集的历史出行数据，根据出发时间依次提取固定时间间隔内各交通小区的交通发生量，生成交通发生量序列；(62)统计交通吸引量序列：针对每一种综合土地利用类型，利用步骤(1)采集的历史出行数据，根据到达时间依次提取固定时间间隔内各交通小区的交通吸引量，生成交通吸引量序列；(7)提取交通需求分布：包括划分交通需求序列类别与提取典型交通需求分布两个步骤，具体如下：(71)划分交通需求序列类别：通过聚类将步骤(6)得到的各综合土地利用类型下的交通生成量序列与交通吸引量序列划分为不同的类别；(72)提取典型交通需求分布：提取步骤(71)中各交通需求序列类别的聚类中心，由此得到各综合土地利用类型下的典型交通需求分布。与现有的交通需求提取方法相比，本专利技术具有以下明显优势：首先，本专利技术基于城市兴趣点数据，通过计算各类型兴趣点的比例和密度，对城市土地利用进行量化分析，实现城市综合土地利用类型的客观分类；其次，本专利技术通过面向综合土地利用实现交通需求分布提取，能够从均衡交通需求分布的角度为城市土地利用布局提供合理建议，同时为定点交通管理与控制提供参考信息。附图说明图1为本专利技术面向综合土地利用的交通需求分布提取方法的流程图。图2为本专利技术实例中研究区域的示意图。图3为本专利技术实例中交通小区分布结果图。图4(a)至图4(f)为本专利技术实例中类型Ⅰ、类型Ⅱ、类型Ⅲ、类型Ⅳ、类型Ⅴ、类型Ⅵ对应的典型交通发生量分布提取结果图。图5(a)至图5(f)为本专利技术实例中类型Ⅰ、类型Ⅱ、类型Ⅲ、类型Ⅳ、类型Ⅴ、类型Ⅵ对应的典型交通吸引量分布提取结果图。具体实施方式本专利技术介绍了一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法。下面结合实例和附图对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。本次实例采用2016年11月1日-11月30日成都市居民出行数据和成都市兴趣点，按技术方案中的数据处理步骤，实现成都市综合土地利用类型划分及交通需求分布提取。方法流程图见图1，包括以下6个步骤：(1)采集数据：本实例以成都市三环以内作为主要研究区域，如图2所示，主要覆盖金牛区、青羊区、武侯区、锦江区和成华区。采集研究区域内居民出行数据和成都市兴趣点。居民出行数据包括出行日期、出发时间、出发位置、到达时间、到达位置五个字段，兴趣点包括兴趣点类型和兴趣点位置两个字段。其中，兴趣点类型分为八种类别：餐饮服务、购物服务、科教文化、公司企业、交通设施、生活服务、医疗保健、商务住宅。所得居民出行数据表以及兴趣点数据表分别如表1和表2所示。出发位置、到达位置及兴趣点位置均采用(A,B)的数据形式进行存储，A代表经度，B代表纬度。表1成都市居民出行数据表表2成都市兴趣点数据表(2)提取起讫点位置并生成交通小区：提取所有历史出行数据的出发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法，其特征在于，/n采集居民历史出行数据和城市兴趣点；/n从采集的居民历史出行数据中提取起讫点位置并生成交通小区；/n统计各交通小区的兴趣点比例与密度；/n通过对各交通小区兴趣点比例和兴趣点密度进行聚类的方式划分综合土地利用类型；/n统计各综合土地利用类型对应的交通需求序列，对各综合土地利用类型对应的交通需求序列进行聚类得到各综合土地利用类型下的典型交通需求分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法，其特征在于，
采集居民历史出行数据和城市兴趣点；
从采集的居民历史出行数据中提取起讫点位置并生成交通小区；
统计各交通小区的兴趣点比例与密度；
通过对各交通小区兴趣点比例和兴趣点密度进行聚类的方式划分综合土地利用类型；
统计各综合土地利用类型对应的交通需求序列，对各综合土地利用类型对应的交通需求序列进行聚类得到各综合土地利用类型下的典型交通需求分布。


2.根据权利要求1所述一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法，其特征在于，所述居民历史出行数据包括：出行日期、出发时间、出发位置、到达时间、到达位置。


3.根据权利要求1所述一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法，其特征在于，所述城市兴趣点包括兴趣点类型和兴趣点位置。


4.根据权利要求2所述一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法，其特征在于，采集的居民历史出行数据中提取起讫点位置并生成交通小区的方法为：提取采集的所有居民历史出行数据中的出发位置和到达位置，整合为起讫点位置数据集，对起讫点位置数据集进行聚类得到起讫点集群，连接每一个起讫点集群的外围起讫点形成的闭合区域即为交通小区。


5.根据权利要求3所述一种面向综合土地利用的交通需求分布提取方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，于维杰，秦韶阳，华雪东，赵德，陈思远，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32