[发明专利]基于邻域与栅格的城市化要素流动分配方法

说明书

基于邻域与栅格的城市化要素流动分配方法，解决了现有技术中缺少分析城市化各要素的流动及分配的问题，属于地球科学领域。所述方法包括：S1、获取设定时间段内初始时刻各城市城市化要素流动数据，并对要素进行标准化及降维处理；S2、根据最短距离、最小通行时间、最少成本确定要素的流动路径；S3、根据城市间要素值的差值确定要素流动分配量及要素流动方向；S4、在制约条件影响下，计算出设定时间段内各城市要素按照确定的流动路径的流动结果。本发明综合考虑实际情况中各种制约条件对要素流动的影响，从而提高计算结果的科学性和准确度。

技术领域

本发明涉及一种基于邻域与栅格的城市化要素流动分配方法，属于地球科学领域。

背景技术

区域要素流动是指可流动的区域经济发展要素在区内和区域之间的地域空间的位移。要素流动与区域发展相互促进、相伴而生。要素流动促进了区域经济和社会的发展，这种发展又促进了区域内部分工和贸易，进一步加速了要素的流动。同时，区域是个开放的系统，只要存在区域之间发展的不平衡性，就会产生区际要素的流动。城市作为要素流动在地理空间上呈现的一个节点，有人口、资本、技术、知识、信息等的流入，也有相应的流出。城市之间的联系正是通过人流、商品流、资金和信息流实现的。研究城市间要素流动的空间特征，有助于把握区域城市内外部功能联系特征，明确区域城市功能发展格局，判断城市发展方向。

城市化要素多种多样，其组织形式、流动方式也极其复杂。要素流动既有时间上的变化也有空间上的变化，且受多种因素影响。这使得对要素流动进行研究十分困难。随着地理信息系统技术的飞速发展，近年来，基于栅格数据的分析已成为空间数据分析的重要方向之一。相应的利用栅格分析要素流动的研究也逐渐增多。

现有的基于栅格的要素流动分析多进行单点的邻域栅格运算、分区运算或者是城市要素流动具体的运算，尚未有通式的要素流动计算。

发明内容

针对现有技术中缺少分析城市化各要素的流动及分配的问题，本发明提供一种基于邻域与栅格的城市化要素流动分配方法。

本发明的一种基于邻域与栅格的城市化要素流动分配方法，所述方法包括：

S1、获取设定时间段内初始时刻各城市城市化要素流动数据，并对要素进行标准化及降维处理；

S2、根据最短距离、最小通行时间、最少成本确定要素的流动路径；

S3、根据城市间要素值的差值确定要素流动分配量及要素流动方向；

S4、在制约条件影响下，计算出设定时间段内各城市要素按照确定的流动路径的流动结果。

作为优选，所述S1包括：

S11、根据区域内各城市在指定时间的城市化要素流动数据，获取要素流动数据在初始时刻的栅格数据；

S12、对栅格数据x_ki进行标准化：

其中，x_ki表示第k个城市的第i个要素的值，k＝1,2,3,…,m，i＝1,2,3,…,n，m表示研究区域内城市的数量；n表示要素的数量；

S13、计算相关系数：

其中，r_ij表示的第i个要素与第j个要素之间的相关系数，表示第i个要素平均值，表示第j个要素平均值，j＝1,2,3,…,n，j≠i；

得到相关系数矩阵R：

S14、计算特征值和特征向量：

|λ_iE-R|＝0