迁移活动复合累积影响职住平衡的可视化分析方法及系统

本发明属于职住平衡评价分析的，具体涉及一种迁移活动复合累积影响职住平衡的可视化分析方法及系统。

背景技术：

1、职住平衡是我国城市高质量发展导向下的重要议题，关于职住平衡的演变历程研究也逐渐展开。职住迁移作为直接影响平衡演变的关键因素，成为近期职住平衡研究中的重要研究视角，基于此国内外进行了职住平衡演变机制研究、对职住平衡的影响量化等诸多探索。

2、但是对于多类迁移活动的复合影响、时序累积影响尚未实现客观测度。测算迁移活动对职住平衡状态的复合影响(例如居住迁移活动与就业迁移活动的复合影响)、时序累积影响(例如两个时期居住迁移活动的时序累积影响)是职住平衡演变研究中的重要问题。既有的职住平衡测度方法更侧重于测度某一时刻的职住平衡状态；且现有迁移活动对职住平衡影响力的量化方法不支持多种活动的复合测度及长时序的累积测度。现状方法难以利用迁移活动实现对职住平衡状态演变的精细化连续测度。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种迁移活动复合累积影响职住平衡的可视化分析方法，该方法引入二维向量，用于可视化职住迁移活动对职住平衡状态影响的复杂作用机制，以测算不同迁移活动对职住平衡状态的复合、时序累积影响，实现对职住平衡变化过程的客观描述。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种迁移活动复合累积影响职住平衡的可视化分析方法，包括如下步骤：

4、步骤1、基于手机信今数据获取研究范围内起始时间的职住人口构成数据，并根据时间分辨率获取研究区域内各时段的人口职住同异步迁移情况，构建人口迁移时序数据库；

5、步骤2、基于人口迁移时序数据库，建立职住动态平衡向量模型，将职住平衡状态转化为状态向量，将各类迁移活动对职住平衡的影响转化为影响向量；

6、步骤3、将研究范围内同一时段各类迁移活动的影响向量进行复合并按时序进行累积至起始时间研究范围的职住平衡状态向量上，利用二维坐标测算的同时进行可视化得到迁移活动对职住平衡的复合累积影响的长时序监测图；

7、步骤4、根据步骤3的长时序监测图进行向量反算各职住迁移活动对职住平衡状态的长时序影响结果；

8、步骤5、根据步骤3、步骤4得到的迁移行对职住平衡的时序复合累积影响分析结果，识别职住平衡状态变化的驱动力和驱动方向，提出产城融合化发展的建议。

9、进一步地，步骤1具体包括子步骤：

10、步骤101、识别用户职住地，对职住地赋予区域属性，获取区域职住人口构成数据；

11、步骤102、根据研究需求确定观测的时间分辨率，按照时间分辨率所定的时间间隔进行迁移活动识别；

12、步骤103、在识别出迁移活动后，根据迁移前后的居住地、就业地特性对迁移活动进一步分类；

13、步骤104、根据步骤101所得起始时间的职住平衡状态数据构建职住平衡状态数据库，根据步骤102、103所得的迁移活动数据，构建迁移活动数据库，共同组成人口迁移时序数据库。

14、进一步地，步骤103中将迁移活动分为居住同步迁入、居住异步迁入、居业同步迁入、就业同步迁入、就业异步迁入、居住同步迁出、居住异步迁出、居业同步迁出、就业同步迁出、就业异步迁出。

15、进一步地，步骤2中具体包括如下子步骤：

16、步骤201，用职住同区比表征职住平衡状态，职住同区比具体计算公式如下：

17、

18、式中，p为职住同区比，c居业为某时间节点居住地、就业地均位于目标区域内的人数，c单业为某时间节点仅在区域内就业的人数，c单居为某时间节点仅在区内居住的人数；

19、步骤202、在将起始时间研究区域的职住平衡状态转化为二维向量即状态向量，用于表征职住平衡状态，具体为：

20、

21、式中：c单业为仅在区域内就业不在区域内居住的人数；c单居为仅在区域内居住不在区域内就业的人数；c居业为职住均位于区域内的人数；c单业+c单居+c居业为区域内的职住总人口；向量的斜率为职住同区人口占该区职住总人口的比例，用于表征职住平衡状态，且其特征为向量的斜率大于0且小于等于1；

22、步骤203、对步骤1所得迁移活动数据库进行活动类别统计，基于所得各迁移活动的统计结果，将其按照活动类别转化为不同的影响向量，具体为：

23、

24、

25、

26、

27、

28、

29、

30、

31、

32、

33、式中：分别为研究时段内居住异步迁入活动、就业异步迁入活动、居住同步迁入活动、就业同步迁入活动、居住就业同步迁入活动对职住平衡的影响向量；分别为研究时段内居住异步迁出活动、就业异步迁出活动、居住同步迁出活动、就业同步迁出活动、居住就业同步迁入活动对职住平衡的影响向量；m居异、m业异、m居同、m业同、m居业分别为研究时段内居住异步迁入活动、就业异步迁入活动、居住同步迁入活动、就业同步迁入活动、居住就业同步迁入活动的数量；n居异、n业异、n居同、n业同、n居业分别为研究时段内居住异步迁出活动、就业异步迁出活动、居住同步迁出活动、就业同步迁出活动、居住就业同步迁入活动的数量。

34、进一步地，步骤3具体包括：

35、步骤301、将起始时间的状态向量投影至二维坐标系上，实现其可视化；

36、步骤302、将各迁移活动的影响向量投影至二维坐标中，实现其可视化；

37、步骤303、对每个时期的多类迁移活动的影响向量进行加和，测算多类迁移活动的组合对职住平衡状态的复合影响；典型复合影响的计算公式如下：

38、

39、

40、

41、

42、

43、

44、

45、

46、

47、式中：为居住迁入活动对职住状态的复合影响向量，包含居住同步、异步迁入和职住同时迁入对职住平衡的复合影响方向和强度；类似的，为就业迁入活动的复合影响向量，为居住迁出活动的复合影响向量，为就业迁出活动的复合影响向量，为居住和就业迁入活动的复合影响向量，为居住和就业迁出活动的复合影响向量，为居住迁入和迁出活动的复合影响向量，为就业迁入和迁出活动的复合影响向量，为所有迁移活动的复合影响向量；

48、步骤304、基于起始时间职住平衡的状态向量，累积各时期某类职住迁移活动的影响向量或多类迁移活动的复合影响向量，计算特定职住迁移活动对职住平衡状态的复合累积影响结果向量。

49、进一步地，计算多类职住迁移活动对职住平衡状态的复合累积影响结果向量的具体公式为：

50、式中：为期末受影响后的职住平衡状态的状态向量，为起始时间的职住平衡状态的状态向量，为第一段时间内某些特定迁移活动对职住状态的复合影响值；类似的，为第n段时间内某些特定迁移活动对职住状态的复合影响值。

51、进一步地，步骤4具体包括如下子步骤：

52、步骤401、根据步骤3所得复合影响向量以及起始时间状态向量计算第一时段末特定影响向量叠加后的状态向量斜率，即第一时段末受特定迁移活动影响后的“职住同区比”；

53、步骤402、根据步骤3所得复合影响向量以及起始时间状态向量计算特定影响向量时序累积叠加后的状态向量斜率，即各时段末受特定迁移活动影响后的“职住同区比”。

54、进一步地，步骤401中计算第一时段末特定影响向量叠加后的状态向量斜率方法为：

55、根据步骤3所得复合影响向量，与起始时间状态向量叠加，得到受第一时段特定几类活动复合影响后职住平衡状态的状态向量，通过计算该状态向量的斜率即可得到特定活动复合影响后的职住平衡状态值，即第一时段末受特定迁移活动影响后的“职住同区比”；其中，步骤3所得第一时段复合影响向量为：

56、

57、式中，x复表示在垂直坐标系x轴上的值，y复表示在垂直坐标系y轴上的值；

58、第一时段末的状态向量为：

59、

60、则有第一时段末的状态向量的斜率为：

61、

62、式中：为起始时间状态向量，为第一时段末受特定迁移活动复合影响后的职住平衡状态向量，p1为状态向量的斜率，也是受特定迁移活动复合影响后区域的职住同区比，c居业为某时间节点居住地、就业地均位于目标区域内的人数，c单业为某时间节点仅在区域内就业的人数，c单居为某时间节点仅在区内居住的人数。

63、进一步地，步骤5具体包括：

64、步骤501、根据步骤3所得复合累积影响的长时序监测图的变化曲线，通过观测每个节点的斜率变化，判断区域职住平衡状态的发展态势；

65、步骤502、观测各时段各活动影响向量的方向与强度，识别出影响职住平衡状态发展的主要驱动活动；

66、步骤503、根据区域产城融合的发展需求及现状，结合各迁移活动对职住平衡状态的影响力，对后续的迁移活动引导进行精细规划。

67、本发明的另一个目的是提供一种用于实现上述的迁移活动复合累积影响职住平衡的可视化分析方法的系统，包括：

68、基础数据库模块，用于基于大数据根据时间分辨率获取各时段目标地多个区域间的人口职住地迁移情况，获取各类迁移活动情况，构建人口迁移数据库；

69、计算分析模块，用于根据基础数据库模块构建的人口迁移数据库建立职住动态平衡向量模型，并将职住平衡状态转化为状态向量，将各类迁移活动对职住平衡的影响转化为影响向量；

70、可视化模块，用于根据计算分析模块计算分析的向量结果，将各类迁移活动对区域职住平衡的影响投影于二维坐标系，进行职住平衡状态演变过程的可视化；

71、成果输出模块，用于比较可视化模块展示的各迁移活动对职住平衡状态的影响方向及强度，据此识别职住平衡状态变化的驱动力和驱动方向，提出产城融合化发展的建议。

72、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

73、1、本发明提供的迁移活动对职住平衡的复合累积影响的时序可视化分析方法及系统，能够测算十类迁移活动对职住平衡状态的复合影响，并测算迁移活动的时序累积影响；

74、2、本发明提供的迁移活动对职住平衡的复合累积影响的时序可视化分析方法及系统，将职住平衡状态、迁移活动对职住平衡状态的影响值转化为具有方向和大小属性的向量，进而能在二维坐标系中实现可视化，直观表达更多信息；

75、3、本发明提供的迁移活动对职住平衡的复合累积影响的时序可视化分析方法及系统，便于根据职住平衡状态的演变趋势、结合各迁移活动的影响强度及方向，提出基于优化特定迁移活动的区域职住平衡优化策略，其参考价值更高，对后续城市运营的指导针对性更强。