[发明专利]一种基于城市形态与汇聚模式的人口分析单元划分方法

说明书

本发明公开了一种基于城市形态与汇聚模式的人口分析单元划分方法，包括以下步骤：S1、顾及城市的空间结构和人口分析细粒度需求，面向微观尺度人口活动区域功能异质性贴合城市自然形态，划分基础分析单元；S2、考虑城市人口流动在局部汇聚的空间分布特征以及依赖出入口动态变化的长期稳定特征，构建人口汇聚偏好模型；S3、利用基础分析单元内的微观结构要素，划分适合表达和分析人口分布与变化特征的FPAZ(Fine Population Analysis Zone人口分析区)。本发明通过考虑城市形态特征和人口汇聚模式，基于城市形态要素和人口汇聚偏好模型，划分了适宜表达人口分布与变化特征的FPAZ，有助于人口分布与变化时空模式的分析挖掘，从而进一步支撑城市人口的精细化管理。

技术领域

本申请属于城市地理智能计算领域，设计了一种基于城市形态与人口汇聚模式的精细化人口分析单元划分方法。

背景技术

人口分析单元是城市人口分析时空操作、规律挖掘和分析结果可视化的基本空间单元。静态人口分布或动态人口变化信息通过人口分析单元进行展示，并基于人口分析单元开展时空分析，人口分析单元的形状、面积大小和空间连续性等属性直接决定了人口信息表达的精细度和人口分析结果准确度。因此，适宜的人口分析单元划分方法对于有效表达城市人口活动信息，分析人口变化时空模式，进而支撑城市人口相关的应用是至关重要的。

在长期的城市人口研究中，已经使用或划分了多种人口分析单元。基于人口分布与变化信息的表达，为了满足人口分析单元划分的条件和应用需求，主要的划分方法分为3个方向。

基于空间尺度需求的人口分析单元划分。城市常见的宏观和中观人口分析单元为传统的行政区划单元包括市辖区、街道，这类空间单元能够直接匹配人口普查数据和其它类型政府统计数据，不仅是人口分布数据的标准验证单元，也为政府管理和政策规划提供了直观的科学依据数据反馈。针对微观尺度，建筑物是城市中天然的微观要素，部分研究者使用建筑物矢量面要素直接作为人口分析单元，可以表达空间细粒度的人口分布信息或开展精细化的人口分布模式分析。基于应用场景需求的人口分析单元划分方法。考虑人口的动态变化和流动，典型的应用场景为城市交通，相关研究者利用城市道路网中的主干道路划分了交通分析区 (TAZ)，在符合中观城市形态的基础上用以分析城市人口的交通出行特征。在此基础上，进一步结合交通站点和交通工具的相关数据用以分析城市人口与交通设施的交互模式或交通工具的运行模式。该类单元基于交通场景的需求，针对性的表达了人口分布和变化的特征，为城市交通的规划或优化提供了有效的人口信息。基于研究数据的人口分析单元划分方法。地理格网是目前为匹配数据质量而划分的最流行和便捷的人口分析单元。通过人工建立不同尺寸大小的规则多边形实现不同空间分辨率下人口信息的表达。可以直接与城市人口研究中流行的土地利用数据、夜间灯光数据等栅格数据相匹配。随着新型传感器的发展部分研究以个体时空标记数据和相关的城市服务设施数据为核心结合数学理论划分泰森多边形作为人口分析单元，例如智能卡刷卡数据与手机信令数据，这类单元实现了对人口时空标记数据的科学统计和空间表达。

总体而言，目前人口分析单元划分方法主要由研究数据和应用需求驱动，缺乏从人口分布和变化特征表达和分析准确性的角度考虑人单元的划分方法。尤其在微观尺度下，这3类人口分析单元划分的结果易存在与城市形态相异、空间单元连续性低、空间分辨率不足等不同的问题，进而导致人口信息表达不准确、场景泛用性差，无法长效支撑精细、准确的城市人口分析和分析结果应用。

因此，本发明根据城市人口流动汇聚的特征结合城市形态要素，构建微观尺度下适合表征与分析人口分布与变化特征的FPAZ(Fine Population Analysis Zone，精细人口分析区)。

发明内容

本发明针对当前缺乏适宜表达人口分布与变化特征的微观人口分析单元这一问题，提供一种基于城市形态与人口汇聚模式的精细化人口分析单元划分方法。根据城市人口流动汇聚的特征结合城市形态要素，构建微观尺度下适合表征与分析人口分布与变化特征的FPAZ。