一种基于通信数据预测新增建筑物区域内人口停留量的方法

本发明涉及一种基于通信数据预测新增建筑物区域内人口停留量的方法，属于人流量预测和城市规划领域。

背景技术：

1、lte网络架构在4g全面覆盖、5g逐渐推广的时代，人们对于无线定位服务需求日益突出，对于手机终端实际所处位置的使用情况无法得知和分析，采用基站测量报告数据可以对上述问题进行分析和优化。使用基站测量报告数据可以计算出用户手机终端的经、纬度，且手机终端数量正比于人口数，所以不同区域下手机终端经、纬度数量正比于本区域下的人口停留量。

2、各区域内本身的人口停留量是可以用测量报告数据进行计算出的，但如果在区域内新增一个建筑物时，区域内的人口停留量是会发生变化的，因为正常使用的建筑物一定会吸引人口停留量，且不同功能建筑物吸引的人口停留量趋势是不同的；但是目前还没有很好的方法来预测新增建筑物所吸引的人口停留量，并且对新增建筑物附近区域的规划需要长期调研后才能制定规划，耗费人力和物力，降低了城市规划的效率。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种将城市以自定义栅格进行区域划分，提高城市规划效率的基于通信数据预测新增建筑物区域内人口停留量的方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、本发明一种基于通信数据预测新增建筑物区域内人口停留量的方法，采用如下步骤：

4、步骤s1.对已知某两天的原始mro文件数据进行预处理，提取所需数据；计算手机终端的经、纬度；将提取以及计算得到的数据存入文档；所述mro文件数据包括基站号enb、时间提前量ta、天线到达角aoa、时间戳t和参考信号接收功率rsrp；

5、步骤s2.将某城市按照自定义栅格进行区域划分并统计各个栅格白天各时间点的人口停留量数据；

6、步骤s3.获取已知年份的新增建筑物数据，爬取新增建筑物的经、纬度和新增建筑物的poi，并将其划分到相对应的栅格内；

7、步骤s4.计算步骤s3的2021年x月x日栅格白天的人口停留量数据与2016年x月x日对应栅格对应时间点的人口停留量数据差，得到本栅格内新增建筑物各时间点所吸引的人口停留量；

8、步骤s5.对相同功能新增建筑物所吸引的人口停留量进行计算得到不同功能新增建筑物白天吸引的单位面积人口停留量趋势；

9、步骤s6.对相同功能新增建筑物所吸引的人口停留量进行计算得到不同功能新增建筑物白天吸引的单位面积总人口停留量。

10、本发明步骤s2中自定义栅格进行区域划分具体为：

11、找到某城市边界的经、纬度，将某城市按照1000m*1000m的栅格进行区域划分，并得出每个栅格中心的经度和纬度；

12、统计各个栅格白天各时间点的人口停留量数据具体为：

13、将以基站号enb命名的所有文本文档里手机终端的经度和纬度划分到相对应的栅格内，并统计各个栅格每小时内手机终端的经度和纬度的数量，最后截取白天早6点-晚20点的数据，得到白天各时间点的人口停留量数据。

14、本发明步骤s3中的新增建筑物数据是从全国建筑市场监管公共服务平台中获取某城市已知时间段的数据；建筑物数据包括建筑物竣工时间、建筑物总面积和建筑物名称；从高德地图上爬取新增建筑物的经、纬度和新增建筑物的poi；所述已知时间段是新增建筑物的竣工时间，在2016年x月-2021年x月之间。

15、本发明步骤s4具体为：根据从步骤s3筛选出有新增建筑物的栅格，从步骤s2分别得到这些栅格内2021年x月x日和2016年x月x日白天的人口停留量数据并作差值，用2021年的人口停留量数据减去2016年对应栅格对应时间点的人口停留量数据；栅格内的数据差表示本栅格内新增建筑物各时间点所吸引的人口停留量，如果数据量足够大，数据的时间连贯性高，可以缩短时间尺度，例如，以年为单位甚至是一季度更新一次对新增建筑物各时间点所吸引人口停留量的预测；人口停留量数据作差值的计算公式如下:

16、wij＝pij-qij

17、公式中，wij是i栅格内新增建筑物j时间点吸引的人口停留量数据，pij是2021年x月x日i栅格在j时间点的人口停留量数据，qij是2016年x月x日i栅格在j时间点的人口停留量数据，j是从早6点至晚20点；

18、本发明步骤s5中：对功能相同的新增建筑物所吸引的人口停留量数据进行计算，得到不同功能新增建筑物白天吸引的单位面积人口停留量趋势；如若在2016年x月至2021年x月内新增建筑物的数量够多、覆盖的区域较全面，可以在空间上对新增建筑物进行细划；单位面积人口停留量趋势计算步骤如下：

19、s501.将步骤s4得到的各栅格内新增建筑物各时间点所吸引的人口停留量数据除以对应栅格内新增建筑物的总面积，得到新增建筑物各时间点单位面积的人口停留量；

20、s502.依次将相同功能的新增建筑物各时间点单位面积的人口停留量数据对应时间点求均值，并进行归一化；

21、本发明步骤s6中的计算步骤如下：

22、s601.将步骤s4得到的相同功能的新增建筑物各时间点所吸引的人口停留量累加求和smi，smi表示为i种类型功能的新增建筑物各时间点所吸引的人口停留量累加求和的值；

23、s602.将步骤s3得到的相同功能的新增建筑物的总面积进行累加求和sui，sui表示为i种类型功能的新增建筑物的总面积进行累加求和的值；

24、s603.最终得到不同功能新增建筑物白天吸引的单位面积总人口停留量ui＝smi/sui，ui为i种类型功能新增建筑物白天吸引的单位面积总人口停留量。

25、本发明步骤s1具体为：

26、所述时间提前量ta可得出手机终端距离其所挂载基站的距离s，距离s＝ta×78.125m；

27、天线到达角aoa可得出手机终端距离基站以正北为参考方向的方向角，以正北为零度，则手机终端位于基站的偏向角为ang＝aoa×0.5；

28、计算手机终端经、纬度公式如下：

29、

30、

31、公式中：long1、lat1是基站的经度和纬度，long2、lat2是计算出的手机终端的经度和纬度；s、ang、arc分别是手机终端距离其所挂载基站的距离、手机终端位于基站的偏向角、地球赤道圆的半径；

32、所述文档为以基站号命名的文本文档，文本文档内包含：基站号enb、手机终端的经度和纬度、时间戳t以及参考信号接收功率rsrp；具体的：

33、第一列为手机终端所挂载的基站号；第二列为手机终端发起请求时的时间；第三列和第四列分别为手机终端的经度和纬度；最后一列为手机终端发起请求时的参考信号接收功率；不同的手机终端经、纬度对应同一个基站，同一基站号的数据按照时间顺序写入以基站号命名的文本文档里；

34、本发明较全面为新增建筑物的区域覆盖整个城市内的各个区、各个县；细划为按照新增建筑物所在的区域进行划分，一个区一个区的划分、一个县一个县的划分。

35、本发明步骤s502中，求均值具体为：依次将相同功能的新增建筑物各时间点单位面积的人口停留量数据对应时间点累加求和，求和后的值除以本相同功能新增建筑物的个数。

36、本发明积极效果如下：本发明通过mro文件数据和新增建筑物信息数据对城市中有新增建筑物区域内人口停留量的预测，将某城市按照自定义栅格进行区域划分，新增建筑物可以根据其经、纬度划分到相对应的栅格内；通过对原始mro文件数据的处理和计算得到每个栅格的人口停留量数据，栅格内新增建筑物后与新增建筑物前人口停留量的差值表示为新增建筑物所吸引的人口停留量；对于未来新增建筑物的区域预测其区域内的人口停留量，为新增建筑物附近区域的规划、停车场及道路设施的建造提供可靠性建议，提高城市规划的效率。