[发明专利]一种网络空间线要素核密度估计方法

说明书

本发明公开了一种网络空间线要素核密度估计方法，包括：S1将网络空间在节点处断开得一系列弧段，将弧段等分成线性单元，记为BSU；S2将线要素的起点和终点分别分配到最近的BSU端点；S3估计所有BSU的密度，具体为：根据需要和经验确定衰减阈值r，将待估计BSU的衰减阈值r范围内的BSU记为BSU_i，i表示BSU的编号，i＝1,2,...M，M为待估计BSU衰减阈值r范围内BSU数；待估计BSU的密度值W_i表示BSU_i对待估计BSU的密度权重，本发明可真实反映线要素在网络空间中的分布状态。

技术领域

本发明属于地理信息系统与空间数据分析技术领域，尤其涉及一种网络空间线要素核密度估计方法。

背景技术

在道路网络空间中，有一类具有起止点和发生过程的事件或现象，通常称为线事件，如交通拥堵、交叉口排队等候、出租车载客等，这些线事件的发生和分布受道路网络的空间格局与拓扑关系的影响，在道路网络中呈现一种连续线状分布。研究这些线事件的分布特征与分布模式有利于交通优化控制，提高出行效率与交通服务水平。道路网络空间中，线事件可抽象为线要素。现有线要素核密度估计方法只能分析线要素在二维延展均质平面空间的密度分布，不能正确分析线要素在非均质道路网络空间中的密度分布，因此研究一种非均质道路网络空间中线要素分布模式的分析方法具有重要意义。

核密度估计(KDE)方法是分析空间要素聚集效应的一种重要的非参数化方法。典型的KDE方法基于各向同性的二维均质空间，以欧氏距离为度量来估计整个网络空间的密度分布，但是现实世界中许多事件的发生和分布受一维网络格局的限制，各向同性的假设就过于牵强。网络KDE方法以网络距离代替欧氏距离，主要分为二维方法和一维方法两类。二维方法采用路网距离将密度估计的空间限制在一定范围内，但密度的估计结果仍然是基于二维空间。一维方法将密度估计的结果限制在一维网络空间，得到整个路网的核密度分布。目前对于线要素分析方法主要有两类研究，第一类是将线要素空间分布转化为点要素空间分布；第二类则采用线要素平面KDE方法，分析线要素在平面空间中的密度分布。

目前关于线要素密度分布分析方法都以均质空间为基础，分析线要素在二维、三维延展空间的密度分布，没有考虑到线要素在非均质网络空间受路网格局和网络方向的限制而呈现的分布特征，如交通拥堵、交叉口排队、出租车载客等线事件。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于非均质网络空间的网络空间线要素核密度估计方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种网络空间线要素核密度估计方法，包括：

S1将网络空间在节点处断开得一系列弧段，将弧段等分成线性单元，记为BSU；

S2将线要素的起点和终点分别分配到最近的BSU端点；

S3估计BSU的密度，具体为：

根据需要和经验确定衰减阈值r，将待估计BSU的衰减阈值r范围内的BSU记为BSU_i，i表示BSU的编号，i＝1,2,...M，M为待估计BSU衰减阈值r范围内BSU数；待估计BSU的密度值LD(BSU)如下：

其中，W_i表示BSU_i对待估计BSU的密度权重，n_i表示BSU_i上经过的线要素数，为核函数，表示核函数在BSU_i上的积分。

和现有技术相比，本发明具有特点：

(1)本发明以距离为度量，顾及网络拓扑方向的，可分析线事件在网络空间中的分布特征和分布模式。