[发明专利]一种扩展核密度空间分析的地理流方法

权利要求书

1.一种扩展核密度空间分析的地理流方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、随机设计一组流，对其中所有的“O_D”流，用核密度估计公式每个流的邻域r内的该流的核密度，再计算流领域的搜索半径r，筛选搜索半径内的流，并选取核函数计算搜索半径内的流之间的核函数矩阵；

步骤二、对得到每个流的核密度大小进行从大到小排序，并归一化核密度，对核密度和前面值差距较大的离群的流进行剔除，将其视为噪波；从最大的核密度的流开始遍历，初始的每一个流的1/2r邻域内的流都形成一簇Ci；接着往下遍历，若簇的邻域有公共交界/有公共流，则两簇扩充为一簇；若没有，则保留遍历的流的r邻域流簇，继续往下；直到最后合并完所有的流簇，生成分层聚类树；

步骤三、最后需要对流簇稳定性进行分析，引入了称为聚类稳定性的特殊指标作为评价标准来判定聚类结果。

2.根据权利要求1所述的一种扩展核密度空间分析的地理流方法，其特征在于：所述步骤一中，根据s搜索半径内的空间流，通过选取的核函数计算核函数矩阵的具体包括以下过程：

一、随机设定一组流数据，根据流数据的O、D点坐标，选择距离公式^[1]:

式中：分别为流Fi与Fj之间Oi点与Oj点、Di点与Dj点之间的欧氏距离。

二、计算出流距离矩阵；按照ArcGIS中默认的选取搜索半径的公式^[2]：

式中：SD为标准距离；Dm为中值距离；n:如果没有使用流的属性字段，如人口流数据当中的人口字段，则为点数。或者，如果提供了流的属性字段，则n是人口字段值的总和；min:表示将使用两个选项中较小的一个，得到流邻域的搜索半径r；

三、筛选搜索半径内的流，并选取核函数，此处本方法选取高斯函数，并计算搜索半径内的流之间的核函数矩阵，核函数的选取对结果影响并不大，其中KDS的高数函数计算公式如下^[3-4]：

式中：r是KDE的搜索半径(带宽)，k是对位置s来说在点i到位置s的距离dis下点i的权重。

3.根据权利要求1所述的一种扩展核密度空间分析的地理流方法，其特征在于：所述步骤三中，评价流簇稳定性的具体步骤是^[5]：

式中：S(Ci)是聚类Ci的聚类稳定性，λ此处为核密度，λbegin(Fj)和λend(Fj)分别对应于流Fj属于聚类Ci的最小和最大λ值。λstay(Fj)表示介于两者之间的λ值范围。

4.根据权利要求1所述的一种扩展核密度空间分析的地理流方法，其特征在于：所述步骤三中，分析结束后，将核密度函数应用于空间流领域，进而应用于海量流数据处理领域。