基于微信數(shù)據(jù)和興趣點(diǎn)的城市功能區(qū)識別研究.pdf

1、城市的各個角落時時都在產(chǎn)生許多不同種類、不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，隨著科技的飛速發(fā)展，這些數(shù)據(jù)都可以被很好的感知和儲存。但如何高效的利用城市已產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，將這些異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和整合，并通過技術(shù)手段將其轉(zhuǎn)化為可以為城市的未來提供服務(wù)的數(shù)據(jù)，卻成了現(xiàn)今相關(guān)學(xué)者研究的重要課題。城市規(guī)劃是現(xiàn)在的熱門學(xué)科城市計算(Urban Computing)的其中一類應(yīng)用方向，其涉及的城市功能區(qū)識別問題正是城市規(guī)劃的基礎(chǔ)。了解城市各區(qū)域的功能能使人們迅速地認(rèn)識一個復(fù)

2、雜的城市空間結(jié)構(gòu)，掌握當(dāng)前的城市空間，也為更好地解決城市問題，做好城市區(qū)塊的建設(shè)與發(fā)展規(guī)劃，探索城市不同功能區(qū)域的組成，了解城市區(qū)域的功能與分布提供依據(jù)。
　　以往識別城市區(qū)域功能的研究使用的數(shù)據(jù)源主要包括浮動車數(shù)據(jù)、手機(jī)明細(xì)數(shù)據(jù)和興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)。浮動車數(shù)據(jù)無法將人類活動明確定位到區(qū)域，手機(jī)明細(xì)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量不夠大，據(jù)此，本文提出利用微信數(shù)據(jù)結(jié)合興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)對城市不同區(qū)域的功能進(jìn)行識別的方法。本文所使用的數(shù)據(jù)包括靜態(tài)的興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)，以及動態(tài)

3、的從微信數(shù)據(jù)提取的基站每小時人流量、每小時出流人流量和每小時入流人流量數(shù)據(jù)，結(jié)合靜態(tài)數(shù)據(jù)與動態(tài)數(shù)據(jù)可以使城市功能區(qū)的識別結(jié)果更接近于事實(shí)。本文所提方法的主要步驟為:首先，根據(jù)手機(jī)基站位置劃分城市空間;其次，從微信數(shù)據(jù)中提取各基站每小時人流量矩陣、每小時出流人流量矩陣和每小時入流人流量矩陣，從興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)中提取各基站的興趣點(diǎn)類別分布矩陣，并結(jié)合基站面積因素分別對基站每小時人流量矩陣、每小時出流人流量矩陣、每小時入流人流量矩陣和基站的興趣點(diǎn)類

4、別分布矩陣進(jìn)行歸一化處理;之后結(jié)合四組歸一化后的數(shù)據(jù)矩陣，進(jìn)行離群點(diǎn)刪除操作，并對刪除離群點(diǎn)后的基站重新進(jìn)行劃分城市空間、數(shù)據(jù)提取與歸一化的處理，生成新的矩陣，再對生成的新矩陣進(jìn)行聚類分析;最后，通過帶有明顯類別特征的興趣點(diǎn)（如景區(qū)、居住等）在城市空間的分布，對聚類結(jié)果進(jìn)行空間分布區(qū)域重疊率計算，根據(jù)重疊率計算結(jié)果確定各基站的功能，以此完成城市各區(qū)域的功能識別。
　　為驗(yàn)證所提方法的有效性，本文采用浙江省杭州市一定范圍內(nèi)的區(qū)域作為

5、研究對象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對本文提出的利用微信產(chǎn)生的手機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)合興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)識別城市不同區(qū)域功能的方法進(jìn)行驗(yàn)證。將驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與城市的真實(shí)分布情況以及其余不同數(shù)據(jù)源所作聚類結(jié)果的對比用以評價本文所提方法的有效性與準(zhǔn)確性。
　　研究結(jié)果表明，本文提出的利用微信產(chǎn)生的手機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)合興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)對城市不同區(qū)域的功能進(jìn)行識別的方法可以準(zhǔn)確的識別出城市各區(qū)域的功能，即根據(jù)微信產(chǎn)生的手機(jī)數(shù)據(jù)和興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)對城市功能區(qū)進(jìn)行識別能較好實(shí)現(xiàn)城市區(qū)域的功能劃分與特