宜出行大数据支持的武汉市主城区职住特征研究北大核心CSCD

分析城市的职住特征能够为制定城市发展规划和解决城市交通问题提供重要的指导。本文以武汉市主城区为研究对象,依托宜出行大数据,通过对组团、街道和微观3个尺度的职住分布特征和职住平衡特征的分析,研究了武汉市主城区的职住特征。研究发现:①在组团尺度,各时段组团间的人口分布由中心向外围依次递减,与武汉市主城区圈层发展、组团布局的空间格局规律一致,各组团均处于职住平衡状态;②在街道尺度,主城区65􀆰58%的街道为职住相对平衡状态,少数街道存在职住失衡现象;③在微观尺度,结合地图与POI数据分析,工作时段人口集中于商业区与交通线路附近,休息时段人口相对均匀地分散于住宅区。以工作时段人口聚集热点为例,热点中心就业高度集中,存在就业导向的职住失衡,随着距离增加,职住分布趋于平衡。     

使用语义数据识别多层次城市功能结构

针对城市功能结构认知的不足,空间规划的需求和可持续城市的转变,该文以城市大数据为依托,以交通小区为最小研究单元,提出一种利用电子地图POI数据与交通小区结合识别城市功能区的方法.把高等级道路划分交通小区作为最小研究单元,使用电子地图POI数据的标签,精细化识别交通小区的功能区属性,利用层次分析法识别城市主要功能结构.以上海市主城区为例进行实验,结果表明:①上海市主城区城市功能以市中心为圆心呈现明显层次性,商业用地、居住用地、工业用地依次分布;②以交通小区为研究单元,能够对复杂城市功能区进行有效识别.该方法有利于城市空间结构优化与规划的合理制定.     

基于智能卡数据的地铁周边职住用地识别与分析

针对地铁系统,本文利用智能卡的地铁刷卡时空数据,重建了地铁站点客流量的时间分布,在此基础上进行聚类分析,识别了地铁站点周边的职住用地,并利用GIS手段进行了空间可视化分析,最后采用详细建筑GIS数据进行了验证。实验结果表明。地铁站点周边的土地利用类别对居民地铁出行需求有重要影响。本研究为理解城市土地利用和交通系统的互动提供了新途径。     

基于位置轨迹挖掘的城市居民职住地识别方法研究

城市居民居住与就业的空间组织在城市空间结构的研究中非常重要,居民职住地的识别则是城市居民职住空间组织研究的首要任务。本文从位置轨迹入手,在基于时间聚类提取出停留点序列的基础上,重点对停留点序列的时间特征进行分析,对其做进一步的归纳,筛选出职住地出候选类,最终完成居住地、工作地的识别。实验结果表明,该方法能够有效地从位置轨迹数据中识别出城市居民的居住地和工作地。     

地理空间数据结合手机信令等多源数据刻画城市居民出行特征

本文提出了以地理空间数据为支撑,结合手机信令、POI等多源数据刻画城市居民出行特征的方法。首先将信令数据与地理信息区块绑定,根据时间特征和地理区块的社会属性,识别居民的基本职住娱信息;然后综合民生POI点、出行特征拓展关键词、图谱等多源数据,运用工作日通勤分析模型和节假日出行特征提取模型,识别用户的通勤距离、通勤方式、日均通勤频次、周均工作时长、节假日出行场景、出行频次、驻留时长等内容,并形成涵盖职住娱信息的出行特征类标签集。以成都市为例,采集连续1个月的手机信令数据和同时期的POI等数据,验证了该方法的可行性,该成果作为反映城市实际人口规模数量和空间分布特征的城市人口地图大数据产品的重要内容,为政府部门、商企用户开展相关分析业务提供数据支撑。     

从大规模短期规则采样的手机定位数据中识别居民职住地

使用大规模手机定位数据获取居民职住地分布是大数据趋势下城市研究的新兴技术。然而,现有的研究主要使用了长期不规则稀疏采样的手机通话数据,对短期规则采样的手机定位数据缺乏尝试。基于大规模短期规则采样的手机定位数据,提出了一种居民职住地识别的方法。这是首次从大规模短期规则采样的手机定位数据中进行居民职住地识别的尝试,并对识别结果进行了较全面的验证。该研究成果为职住平衡等相关城市问题研究探讨了一种新型大规模数据源的可行性,在低成本大幅度提高相关研究的样本代表性和分析结果可靠性上具有重要意义。     

建筑用途的城市职住空间组织特征研究

针对现有职住空间关系的研究难以在微观维度上有效促进大城市职住功能空间的均衡发展以及规划政策与现状发展存在的时序错位问题,该文以北京市为例,从房屋建筑使用用途的角度切入,运用空间自相关分析模型、热点分析模型和职住用地比三个评价方法,同时借用ArcGIS软件平台进行空间分析与可视化表达,探究北京职住空间在乡镇尺度下的组织特征。研究发现:北京市职住空间表现为聚类分布的空间格局特征,以首都功能核心区为中心,大致呈现出环状圈层分布,北京市职住空间的“热点区”在空间分布上存在差异,而“冷点区”在空间分布上基本相同,职住空间关系存在失衡,与规划目标存在一定的偏差。提出的研究方法从微观维度分析了城市职住空间的组织特征,促进了城市规划与发展时序的有效结合,可在特大城市的职住空间关系的研究中进行推广应用。     

基于手机信令数据的北京市人口空间分布特征

手机信令数据兼有时间信息和空间信息,是用于研究人口空间分布、城市空间特征较好的大数据。利用手机信令数据和乡镇区划数据,分类分乡镇分析提取不同口径用户数量及用户密度概率分布函数,北京市人口空间分布及其均衡性。研究发现：北京市人口分布呈现出由首都功能核心区向中心城区和新城扩散的态势,对于手机信令可分时段统计用户,呈现出人口密度分布并不平衡,中心城区和新城个别街道如卢沟桥街道、新桥街道、沙河地区等工作居住用户远超于其他乡镇街道,人口聚集明显;在职住方面,个别街道存在就业功能空间外溢,居住功能空间紧张的现象,职住用户分布不匹配现象。     

基于SCD的公共交通换乘时空模式——以武汉市为例

换乘问题直接影响数十万乘客出行方便,已成为影响城市公共交通系统运营的一个重要因素。基于武汉市2015年3月份完整一周的公共交通智能卡数据(smart card data,SCD),识别公共交通换乘行为,研究乘客换乘时空特征,分析轨道交通发展现状,总结换乘出行模式。研究结果如下:①换乘行为在工作日和休息日均呈现早高峰单高峰分布,大概率存在加班行为;②换乘行为地理特征的3个影响因素为城市地理格局、轨道交通建设、站点辐射范围;③根据武汉市的圈层结构和换乘出行方向,将换乘行为总结为4种模式。基于交通大数据识别乘客换乘行为及其时空分布特征并归纳换乘模式,可为城市规划、城市空间合理利用提供科学依据和决策支持。     

大数据视角下的武汉市人口格局探析

新兴大数据反映了人、物、信息在空间上的流动和聚集,体现了社会经济要素的动态分布和相互关系。结合自然资源部下达的2018年国家地理国情监测项目"武汉市大数据城市空间格局变化监测试点",创新开展了"地理国情+大数据"融合研究,从城际人口流动和城市人口分布2个方面开展了武汉市人口空间格局识别,揭示了武汉市对外人口流动规模和方向,城市内部居住和就业人口分布的圈层差异、人地关系和跨江出行特征。     

顾及兴趣点潜在上下文关系的城市功能区识别

城市功能结构的探索对人们理解城市及城市规划有着重要的作用。兴趣点(point of interest,POI)数据作为城市设施的代表,被广泛应用于城市功能区提取。以往对城市功能区研究大多只考虑了POI统计信息,忽略了POI中丰富的空间分布信息,而POI空间分布特征与区域功能密切相关。本文利用空间共位模式挖掘方法挖掘POI潜在上下文关系,提取POI空间分布信息,构建区域特征向量,并进行区域聚类;再利用POI类别比例、居民的出行特征等对聚类结果进行识别。以北京市核心城市功能区为例,将研究结果与北京市百度地图、居民出行特征进行对比验证分析。试验表明,本文方法能识别出具有明显特征的城市功能区,如成熟的娱乐商业区、科教文化区、居住区等。同时,与基于POI语义信息的LDA方法及顾及POI线性空间关系的Word2Vec方法进行对比分析,证明了本文方法的优越性。     

顾及障碍空间距离和区域差异的元胞自动机城市扩展模型构建

结合城市空间的区域异质性特征,提出了顾及障碍空间距离和区域差异的CA城市扩展模型。以武汉市中心城区为例,在精确度量障碍空间的基础上,根据城市用地的不同形态和作用方式进行元胞空间的区域划分,构建动态的演化规则。实证表明,新模型能比较真实地模拟城市的扩展过程,结果可靠。     

光谱指数趋势面的城市地表温度降尺度转换

针对城市及周边区域建造区和自然地表交织分布的特点,探讨了利用归一化植被指数(NDVI)和归一化建造指数(NDBI)构造趋势面的地表温度(LST)降尺度方法,以北京市市区及周边较平坦区域为例实现了LST自960 m向120 m的降尺度转换。分析了LST空间分布特征及NDVI、NDBI对地物的指示性特征;以北京市四至六环为界分析NDVI、NDBI趋势面对地表温度的拟合程度及各自的适用区域;在120 m、240 m、480 m和960 m 4个尺度上评价了NDVI、NDBI和NDVI+NDBI趋势面对LST的拟合程度和趋势面转换函数的尺度效应;对NDVI、NDBI和NDVI NDBI等3种方法的降尺度结果分覆盖类型、分区域对比评价。实验结果表明结合两种光谱指数的NDVI NDBI方法降尺度转换精度有所改善,改善程度取决于地表覆盖类型组合。     

顾及三生空间交互特征的城市空间宜居性评价——以武汉市为例

本文从三生空间功能角度出发,融合多源地理数据建立了三生空间分类指标体系,并进一步顾及空间交互特征,建立了城市空间宜居性评价体系.以武汉市为例,对武汉市中心城区的三生空间格局进行了识别,并对该区域的宜居水平进行了评价分析.结果表明:①武汉市中心城区三生空间的总体配置不均匀,空间上呈现出生活空间中心聚集、生产空间四周分散、...     

POI与NPP/VIIRS夜光数据空间耦合关系下的城市空间结构分析——以武汉市主城区为例

城市兴趣点（POI）和夜光遥感影像能够直观反映城市社会经济等实体要素的空间分布特征,在城市空间结构研究中发挥着重要作用。本文首先选取长江中游城市群的典型城市代表——武汉市作为研究区,选用研究区2016年POI和NPP/VIIRS夜光遥感数据作为基础研究数据,采用GIS分析工具对POI数据进行了空间核密度分析;然后分别对POI核密度分析结果和NPP/VIIRS夜光遥感数据进行了空间网格化处理;最后采用双因素制图和栅格叠加分析方法对两类数据的空间耦合关系进行了探讨,并在此基础上进一步分析了城市空间结构特征。研究表明,武汉市POI数据和夜光遥感数据的空间耦合性整体较好,空间耦合相一致区域占比为82.15%;但POI数据和夜光遥感数据的空间耦合性在长江沿岸地区也存在部分差异,如硚口区、汉阳区夜光遥感数据和POI数据多以低—中的空间耦合模式为主,而青山区、武昌区和汉口区则多以中—低的空间耦合模式为主。武汉市作为中原城市群的核心城市之一,其城市内部空间结构与长江经济带发展关联密切,通过对POI和夜光遥感数据的空间耦合关系探讨,能够对武汉市空间实体要素的空间结构特征有更加深入的了解。本文结果可为沿江城市内部空间结构的研究提供一种崭新的视角。     

地铁网络可达性时空演化及空间形态分析

针对广州地铁网络的可达性空间特征及产生的区域响应,该文基于图及可达性测度模型,结合GIS技术,探讨其时空发育状况、拓扑结构、可达性演变与区域差异特征。结果显示,广州地铁网络与商住区的空间扩张过程在时空上吻合;广州地铁网络逐步演化为回路网络,但拓扑结构存在不足;时间可达性重心从政治中心向商业中心转移,可达性从商业中心向四周区域辐射,并随距离逐渐衰弱;可达性空间模式存在着明显的区域差异,换乘站点对所在区域的可达性作用显著;潜力可达性空间分布形态呈现双中心特征,且在空间分异上与城市交通发展水平相呼应。通过对广州地铁网络进行可达性演化和空间特征分析,既为交通可达性研究提供实践经验,也为地铁网络发展决策提供理论参考。     

出租车轨迹数据的南京人群出行模式挖掘

针对现有出租车轨迹数据挖掘中时间序列邻近度量方法存在的问题,提出一种基于DBSCAN算法和改进的DTW距离的时间序列聚类算法提取具有相似性出行特征的时空模式,进而研究城市人群出行行为的时空差异。以南京市为例,结合电子地图对出行模式的空间分布特征进行分析,证明了本文所提出的方法的有效性。实验结果表明:在空间分布上,工作日出租车出行模式按照平均出行频次由高到低排序,从城市中心向四周扩散,呈中心环状分布,出行模式区域界限较为明显,同类出行模式分布区域对应相似的功能。提出了一种基于DBSCAN算法和改进的DTW距离的时间序列聚类算法提取具有相似性出行特征的时空模式,有效地分析城市人群出行行为的时空差异。     

Crowdsourcing functions of the living city from Twitter and Foursquare data

ABSTRACT

Urban functions are closely related to people’s spatiotemporal activity patterns, transportation needs, and a city’s business distribution and development trends. Studies investigating urban functions have used different data sources, such as remotely sensed imageries, observation, photography, and cognitive maps. However, these data sources usually suffer from low spatial, temporal, and thematic resolution. This article attempts to investigate human activities to understand urban functions through crowdsourcing social media data. In this study, we mined Twitter and Foursquare data to extract and analyze six types of human activities. The spatiotemporal analysis revealed hotspots for different activity intensities at different temporal resolution. We also applied the classified model in a real-time system to extract information of various urban functions. This study demonstrates the significance and usefulness of social sensing in analyzing urban functions. By combining different platforms of social media data and analyzing people’s geo-tagged city experience, this article contributes to leverage voluntary local knowledge to better depict human dynamics, discover spatiotemporal city characteristics, and convey information about cities.     

城市地下管网管理信息系统中管线三维显示的实现

介绍了城市地下综合管网管理信息系统的目标、结构及其功能,详细阐述了在城市地下综合管网管理信息系统中管线三维显示的实现过程;基于OpenGL技术管线的三维显示功能将各种管线间的空间位置关系直观形象地表达,取得较为满意的效果.     

城市用地空间信息分类与数字重建——以长春百年城市内部用地变化为例

针对单一应用遥感影像难以进行城市内部用地结构分类以及高精度城市内部用地多期空间数据叠置分析中位置误差问题建立了基于"分层分类"与"对象分割"的城市内部用地空间信息数字重建方法。实现对特大城市产业用地(住宅、商业、工业等)以及交通、水系、生态绿地等不同功能结构用地的高精度监测以及历史演变过程的重建。综合集成SPOT5,1︰1万地形图、历史地图及城市规划图等辅助信息对长春城市1905年以来城市用地信息进行分类。研究表明,在专家知识参与下人—机交互解译,集成多源空间信息对实现高精度城市用地空间信息重建具有较高的应用价值,该方法不仅能提高城市用地分类精度而且能提高城市用地空间信息提取效率以及多期空间数据叠置分析的定位精度。