一种空间数据治理领域基于OD数据的动态区域划分方法与流程

本发明属于城市规划及空间数据治理信息，特别是涉及到一种空间数据治理领域基于od数据的动态区域划分方法。

背景技术：

1、城市规划领域中城市区域多按照不同区域行政等级划分的,例如依照行政区、街道或社区逐级对城市进行划分。然而，上述的划分方法导致城市中所有的规划和分区都是基于历史或经济等因素，并未考虑到城市区域的发展变更及市民活动所产生的实时城市动态，基于城市区域的数据信息不能很好的反应城市动态以及变化。

2、为解决上述问题，目前相关空间数据治理领域的数据治理方法多采用固定网格对区域进行划分和描述。依据网格内的人流量等指数对固定区域进行研究。当需要对某具体区域进行研究时，需进一步对固定网格进行划分和组合。但这种划分方式由于区域是固定的，区域数据信息很难反映出城市的动态流动特征以及区域间的动态联系等信息。

技术实现思路

1、本发明提出一种空间数据治理领域基于od数据的动态区域划分方法，基于海量出租车od数据进行城市动态区域划分，能满足区域面积及形状依据不同时段城市动态产生变化，亦可反映区域间的动态联系，为城市规划领域提供明确的城市动态变化的信息数据。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种空间数据治理领域基于od数据的动态区域划分方法，包括：

4、s1、出租车轨迹数据预处理，删除异常数据以及处理假载客数据；

5、s2、基于预处理后的出租车轨迹数据，进行某时间段内上下客点od特征提取；

6、s3、基于提取的od特征进行聚类,聚类后得到所述某时间段内的各od簇；

7、s4、将所述各od簇的质心组成质心集合，依据各od簇内od关系建立质心间od流动关系；以所述质心集合作为中心点集，进行维诺图构建以划分子区域，并将所述质心间od流动关系与子区域进行映射，作为所述某时间段内的城市流动模式的动态子区域集合。

8、进一步的，步骤s1所述预处理的方法包括：

9、出租车轨迹数据由多段载客轨迹和空载轨迹构成，每段载客轨迹包括多个轨迹点数据，每段载客轨迹其中相邻三点为一移动窗口且窗口内点平均速度小于设定阈值，若平均速度超出阈值对窗口内中异常点进行删除；

10、每段载客轨迹的载客总距离和载客总时间设定约束条件，不符合约束条件的，判定为假载客，将其处理为空载轨迹。

11、更进一步的，步骤s2所述上下客点od特征提取的方法包括：

12、所述载客轨迹的首个轨迹点作为上客点，末位轨迹点为下客点；提取上客点和下客点的基础特征；

13、然后分别以上客点和下客点为圆心，进行不同搜索半径及不同时间段的区域特征提取；所述区域特征包括搜索半径的圆形范围内上客点数量和下客点数量；

14、所述基础特征和区域特征共同组成原始特征。

15、更进一步的，步骤s3所述聚类的方法包括：

16、基于所述原始特征，得到上下客点的od对数据；

17、计算所述某时间段内每个od对数据与其他od对数据的距离，并根据设定的临近区间范围判断其他od对数据是否属于临近区间，从而建立当前od对数据的od簇。

18、本发明另一方面还提出了一种空间数据治理领域基于od数据的动态区域划分系统，包括：

19、预处理模块：出租车轨迹数据预处理，删除异常数据以及处理假载客数据；

20、特征提取模块：基于预处理后的出租车轨迹数据，进行某时间段内上下客点od特征提取；

21、聚类模块：基于提取的od特征进行聚类,聚类后得到所述某时间段内的各od簇；

22、区域划分模块：将所述各od簇的质心组成质心集合，依据各od簇内od关系建立质心间od流动关系；以所述质心集合作为中心点集，进行维诺图构建以划分子区域，并将所述质心间od流动关系与子区域进行映射，作为所述某时间段内的城市流动模式的动态子区域集合。

23、进一步的，预处理模块包括：

24、异常点删除单元：出租车轨迹数据由多段载客轨迹和空载轨迹构成，每段载客轨迹包括多个轨迹点数据，每段载客轨迹其中相邻三点为一移动窗口且窗口内点平均速度小于设定阈值，若平均速度超出阈值对窗口内中异常点进行删除；

25、假载客处理单元：每段载客轨迹的载客总距离和载客总时间设定约束条件，不符合约束条件的，判定为假载客，将其处理为空载轨迹。

26、更进一步的，特征提取模块包括：

27、基础特征单元：所述载客轨迹的首个轨迹点作为上客点，末位轨迹点为下客点；提取上客点和下客点的基础特征；

28、区域特征单元：然后分别以上客点和下客点为圆心，进行不同搜索半径及不同时间段的区域特征提取；所述区域特征包括搜索半径的圆形范围内上客点数量和下客点数量；

29、原始特征组成单元：所述基础特征和区域特征共同组成原始特征。

30、更进一步的，聚类模块包括：

31、数据对单元：基于所述原始特征，得到上下客点的od对数据；

32、成簇单元：计算所述某时间段内每个od对数据与其他od对数据的距离，并根据设定的临近区间范围判断其他od对数据是否属于临近区间，从而建立当前od对数据的od簇。

33、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

34、本发明使用海量出租车od数据从时间和空间维度反应城市的动态流动特征；通过对od数据的预处理和挖掘，结合维诺图在城市区域划分有着独到的优势，既能满足区域面积及形状依据不同时段城市动态产生变化，亦可反映了区域间的动态联系，为城市规划领域提供明确的城市动态变化的信息数据以及评价依据等。

技术特征：

1.一种空间数据治理领域基于od数据的动态区域划分方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的空间数据治理领域基于od数据的动态区域划分方法，其特征在于，步骤s1所述预处理的方法包括：

3.根据权利要求2所述的空间数据治理领域基于od数据的动态区域划分方法，其特征在于，步骤s2所述上下客点od特征提取的方法包括：

4.根据权利要求3所述的空间数据治理领域基于od数据的动态区域划分方法，其特征在于，步骤s3所述聚类的方法包括：

5.一种空间数据治理领域基于od数据的动态区域划分系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的空间数据治理领域基于od数据的动态区域划分系统，其特征在于，预处理模块包括：

7.根据权利要求6所述的空间数据治理领域基于od数据的动态区域划分系统，其特征在于，特征提取模块包括：

8.根据权利要求7所述的空间数据治理领域基于od数据的动态区域划分系统，其特征在于，聚类模块包括：

技术总结
本发明提出一种空间数据治理领域基于OD数据的动态区域划分方法，将出租车轨迹数据预处理，删除异常数据以及处理假载客数据；然后进行某时间段内上下客点OD特征提取；基于提取的OD特征进行聚类,聚类后得到所述某时间段内的各OD簇；将所述各OD簇的质心组成质心集合，依据各OD簇内OD关系建立质心间OD流动关系；以所述质心集合作为中心点集，进行维诺图构建以划分子区域，并将所述质心间OD流动关系与子区域进行映射，作为所述某时间段内的城市流动模式的动态子区域集合。本发明能满足区域面积及形状依据不同时段城市动态产生变化，亦可反映区域间的动态联系，为城市规划领域提供明确的城市动态变化的信息数据。

技术研发人员：沈锐,曹先,王慧云,何龙,安莉佳
受保护的技术使用者：天津市城市规划设计研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/18