一种基于城市内涝风险评估的人口空间分布模拟方法及装置与流程

文档序号:22797058发布日期:2020-11-04 03:50阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于城市内涝风险评估的人口空间分布模拟方法,其特征在于,该方法具体包括:

s01:获取城市建筑物poi分类与高度信息,且进行区域内建筑物信息融合;

s02:采用tf-idf算法建立poi数据与城市人口密度权重关系;

s03:通过对各个类别的poi点构建泰森多边形,将泰森多边形与人口格网叠置,按照poi类别占人口密度的权重计算每一个泰森多边形的人口密度;利用建筑物的建筑占地面积与高度属性,分别与各层泰森多边形叠加合并,得到建筑物内人口分布;

s04:通过将无建筑物的泰森多边形中人口分配到建筑物中来完成人口数量修正。

2.根据权利要求1所述的一种基于城市内涝风险评估的人口空间分布模拟方法,其特征在于,所述步骤s01中,所述区域内建筑物信息融合方法具体为:遍历每一个poi,以该poi所在位置为圆心,并确定起始半径值,构建该poi的圆形辐射区域;若辐射区域内无建筑物,则以一定步长扩大半径直至辐射区域内有建筑物;计算辐射区域内,该poi到每一个建筑物的几何距离,选取距离最小的建筑物,赋予该建筑物的类别与高度属性为poi的类别与高度。

3.根据权利要求1所述的一种基于城市内涝风险评估的人口空间分布模拟方法,其特征在于,所述步骤s02中,所述采用tf-idf算法建立poi数据,具体步骤包括:所有poi数据放入人口格网内,依次遍历每一类poi,计算每个格网内每一类poi的tf值,第j个格网内第i类poi的tfi,j值计算公式为:其中:tfi,j指第i类poi在第j个格网中出现的频率,ni,j表示第j个格网中第i类poi的个数,∑knk,j表示第j个格网中包含的poi总数;

遍历每一个格网,计算每一类poi的idf值;第i类poi的idfi的计算公式为:其中:idfi指第i类poi的逆频率值,|d|表示格网总数,{|j:poii∈dj|}表示包含第i类poi的格网数,|j:poii∈dj|表示包含第i类poi的格网数;

根据tf-idf的计算公式,计算每个格网内每类poi的tf-idf,计算公式如下:

tf-idfi,j=tfi,j×idfi。

4.根据权利要求3所述的一种基于城市内涝风险评估的人口空间分布模拟方法,其特征在于,所述步骤s02中,所述建立poi数据与城市人口密度权重关系,具体步骤包括:

利用皮尔森相关系数公式,计算poi类别与人口密度相关关系,相关系数计算公式为:

其中:i表示第i类poi,j表示第j个格网,表示第i类poi与人口密度的相关系数,n表示格网总数,tii,j表示第i类poi在第j个格网中的tf-idf值,pdj表示第j个格网的人口密度;将各类别的poi与城市人口相关系数归一化结果作为poi类别分配城市人口密度的权重。

5.根据权利要求1所述的一种基于城市内涝风险评估的人口空间分布模拟方法,其特征在于,所述步骤s03中,所述对各个类别的poi点构建泰森多边形具体为:

将所有poi放入人口格网内,计算每个格网内每一类别poi的中心点z(x,y),对所有中心点构建delaunay三角网,记录每个三角形与其对应的中心点信息trianglea[zl,zm,zn];

其中:xi,yi为格网内点i的坐标值;

找出每个中心点的对应的三角形,并表示为zl[trianglea,triangleb…],对每个三角形建立外接圆,并记录外接圆的圆心oa(x,y);将共享同一中心点的三角形对应的外接圆圆心连接起来,即得到泰森多边形。

6.根据权利要求1所述的一种基于城市内涝风险评估的人口空间分布模拟方法,其特征在于,所述步骤s04还包括人口重分配模型的评价,具体为:将worldpop格网数据与重分配人口后的建筑物数据做叠加,根据每个格网内的原人口与每个格网内部建筑物中包含的总人口做线性回归分析,计算r2与rmse值。

7.一种基于城市内涝风险评估的人口空间分布模拟装置,其特征在于,具体包括:

第一单元:用于获取城市建筑物poi分类与高度信息,且进行区域内建筑物信息融合;

第二单元:用于通过tf-idf算法建立poi数据与城市人口密度权重关系;

第三单元:用于通过对各个类别的poi点构建泰森多边形,将泰森多边形与人口格网叠置,按照poi类别占人口密度的权重计算每一个泰森多边形的人口密度;利用建筑物的建筑占地面积与高度属性,分别与各层泰森多边形叠加合并,得到建筑物内人口分布;

第四单元:用于通过将无建筑物的泰森多边形中人口分配到建筑物中来完成人口数量修正。

8.一种计算机可读存储介质,其上储存有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时,实现权利要求1~6任一项所述方法的步骤。

9.一种基于城市内涝风险评估的人口空间分布模拟装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时,实现权利要求1~6任一项所述方法的步骤。


技术总结
本发明公开了一种基于城市内涝风险评估的人口空间分布模拟方法及装置,该方法具体包括:城市建筑物信息获取及融合;建立城市POI类别与人口密度权重关系;面向建筑物的人口重分配;人口数量修正。其针对实际城市内涝风险评估不准确、不及时等情况,采用与城市人口高度相关的POI数据,进行建筑物尺度下的人口空间分布模拟,以提升城市内涝灾害中城市受灾人口评估的精确程度和效率。

技术研发人员:李猛;张海涛;朱少楠;邵家琦
受保护的技术使用者:南京邮电大学
技术研发日:2020.07.27
技术公布日:2020.11.03
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