城市空间结构对手机用户群体活动时空范围作用评价方法与流程

本发明属于人类群体的行为活动评价技术领域，涉及一种城市空间结构对群体活动时空范围作用评价方法，具体涉及一种城市空间结构及其组合模式对手机用户群体活动时空范围作用评价方法。

技术背景

随着城市的发展，人类群体的行为活动从现实空间延伸到网络空间，其时空模式正发生着深刻的变化，网络空间活动成为用户在虚拟空间活动的主要方式之一，但是，目前在城市空间结构对群体活动时空范围作用评价模型相对较少。传统的城市空间结构研究通常以空间设施分布，人口分布、迁居及增长规律为基础，从城市土地利用、居住空间、生产与工作空间、生活空间与公共服务设施、郊区化等角度出发，理解城市空间结构模式及其演变特征，缺少理解人类活动与城市空间结构的相互作用关系与评价。当前活动分析法已经认识到居民典型活动的基本规律及其城市空间制约，但大多以基于静态时间片的分析，缺少城市空间结构对群体活动时空范围作用评价方法。群体活动受地理位置、社会经济属性等多重因素制约，存在一定的时空模式特征，需要理解城市空间结构对群体活动时空范围的影响。

上述两种分析方法都难以就城市空间结构对群体活动的时空范围的作用评价，难以支撑基于群体活动的城市空间结构的合理优化。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种城市空间结构对群体活动时空范围作用评价方法。

本发明所采用的技术方案是：一种城市空间结构对手机用户群体活动时空范围作用评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据群体活动时空影响范围将群体活动进行分类，分为时间影响范围长且空间影响范围广、时间影响范围长且空间范围影响小、时间影响范围短且空间影响范围影响广、时间影响范围短且空间范围影响小这四种活动类型；其中，时间影响范围通过群体活动影响开始时间减去群体活动影响结束时间，空间影响范围是群体活动影响人群的范围半径；

其中，当群体活动的时间大于或等于阈值m(可以调节设置)时，表示时间影响范围长；当群体活动的时间小于m时，表示时间影响范围短；当群体活动的活动影响半径rg大于或等于阈值r(可以调节设置)时，表示空间影响范围广，当群体活动的活动影响半径rg小于阈值r时，表示空间影响范围小；

步骤2：根据群体活动时空影响范围与城市空间结构的相关性分析，将城市空间结构与群体活动时空影响范围相关度划分为极强相关、强相关、中度相关、弱相关、极弱相关；

所述城市空间结构包括交通可达性、路网结构、土地利用数据；所述路网结构包括路网密度、接近中心性、介数中心性；所述土地利用数据包括商业用地数据、居住用地数据、工业用地数据、教育用地数据、公园绿地数据、交通用地数据和文化用地数据；

步骤3：根据步骤2中相关性分析结果，选取弱相关及以上的城市空间结构，对群体活动发生地的城市空间结构进行组合，获取城市空间结构的不同组合对；

空间结构组合：多种群体活动发生地所在区域，具有多种不同的城市空间结构组合，统计不同城市空间结构组合出现的次数，按照次数进行城市空间组合排序，依次选取城市空间结构组合，计算已选城市空间结构组合占所有已出现的城市空间结构组合的比例，当比例达到95％及以上停止选取。

步骤4：建立城市空间结构组合与群体活动时空影响范围的评价模型；

步骤5：建立城市空间结构组合与同一类型群体活动时空影响范围的评估模型。

本发明具有如下优点：数据获取方式简单、成本低，模型结构简单，评价准确客观。

附图说明

图1为本发明实施例的流程图。

图2为本发明实施例的群体活动分类示意图。

图3为本发明实施例的表示城市空间结构组合种类与覆盖率的关系示意图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请见图1，本发明提供的一种城市空间结构对手机用户群体活动时空范围作用评价方法，包括以下步骤：

步骤1：根据群体活动时空影响范围对群体活动进行分类；

根据群体活动的时间影响范围，空间影响范围将群体活动进行分类。如附图2所示，将群体活动大致分为时间影响范围长且空间影响范围广、时间影响范围长且空间范围影响小、时间影响范围短且空间影响范围影响广、时间影响范围短且空间范围影响小这四种活动类型。其中，时间影响范围，通过群体活动影响开始时间减去群体活动影响结束时间。空间影响范围，群体活动影响人群的范围半径。

其中，当群体活动的时间大于或等于阈值m(可以调节设置)时，表示时间影响范围长；当群体活动的时间小于m时，表示时间影响范围短；当群体活动的活动影响半径rg大于或等于阈值r(可以调节设置)时，表示空间影响范围广，当群体活动的活动影响半径rg小于阈值r时，表示空间影响范围小；

n表示参与的人数，pj表示第j人的空间位置，pcm表示活动中心位置；

步骤2：相关性分析；

群体活动时空影响范围与城市空间结构(交通可达性，路网结构包括：路网密度、接近中心性、介数中心性等指标，土地利用数据：商业用地、居住用地、工业用地、教育用地、公园绿地、交通用地和文化用地数据等的相关性分析。

根据公式(2)计算群体活动时空影响范围与城市空间结构的person相关系数，根据相关系数将城市空间结构与群体活动时空影响范围相关度划分为极强相关(0.8-1.0)、强相关(0.6-0.8)、中度相关(0.4-0.6)、弱相关(0.2-0.4)、极弱相关(0.0-0.2)。

其中，ρx,y表示x,y的相关性系数；cov(x,y)表示x,y的协方差；σx,σy分别表示x,y的方差；ux,uy表示x,y的均值。

步骤3：城市空间结构的组合；

根据相关性分析结果，选取弱相关及以上的城市空间结构，对群体活动发生地的城市空间结构进行组合，获取城市空间结构的不同组合对；

空间结构组合：多种群体活动发生地所在区域，具有多种不同的城市空间结构组合，统计不同城市空间结构组合出现的次数，按照次数进行城市空间组合排序，依次选取城市空间结构组合，计算已选城市空间结构组合占所有已出现的城市空间结构组合的比例，当比例达到95％及以上停止选取。

如图3所示：群体活动发生区域的空间结构组合覆盖数随空间结构组合种类数的增加而增加，它们之间呈现出对数关系，当空间结构组合种类数增加20以后起覆盖率增加缓慢，当空间结构组合种类达到25种时，得到的组合空间结构覆盖所有活动的95％；进一步选取这25中空间结构组合，分析群体活动时空影响与之的关系。

步骤4：城市空间结构组合对不同类型活动影响范围评价；

城市空间结构组合对应多种类型的活动，建立城市空间结构组合与群体活动时空影响范围的评价模型，如：公式(3)；对比城市空间结构组合对不同群体活动时空影响范围的回归系数，并进行排序。

其中t表示不同城市空间结构对群体活动时空影响范围的影响；n表示群体活动的吸引力(参与人数)，ti表示第i个参与人到达活动区域的时间，pi表示第i个人与活动地点的距离倒数。

步骤5：同一类型活动中不同城市空间结构组合影响评价；

同一种类型活动对应多种城市空间结构组合，建立城市空间结构组合与群体活动时空影响的评估模型如：公式(4)；对比不同城市空间结构组合对同一类型群体活动时空影响范围的评价，并进行排序。

其中t表示不同城市空间结构对群体活动时空影响范围的影响；n表示群体活动的吸引力(参与人数)，ti表示第i个参与人到达活动区域的时间，pi表示第i个人与活动地点的距离倒数。

以下通过实验示例对本发明做进一步的阐述：

实验1、同一类型活动(校园歌手大赛)，不同空间结构组合(武大、华科)，这两个群体活动属于影响时间较短，空间范围较小的活动类型，同时这两个群体活动发生在不同的空间结构中，通过计算城市空间结构组合对群体活动时空影响的评价指标，t1,t2，并对比得知不同空间结构对同一类型群体活动的影响。这里t1,t2即为量化的影响值，值越高，影响程度越大，对比t1,t2说明哪一种城市空间结构组合对同一种活动类型的影响较大。

实验2、同一空间结构不同类型活动的影响评价；武汉大学校园歌手大赛(群体活动1)与武汉大学樱花节两种群体活动(群体活动2)，群体活动1影响时间较短，空间范围较小的活动类型，群体活动2时间影响范围较长，空间影响范围较广的活动类型，按照公式1，计算出同一空间结构组合下，对不同活动的影响评价指标，对比得知同一空间结构组合对不同群体活动的影响。这里t1,t2即为量化的影响值，值越高，影响程度越大，对比t1,t2说明同一种城市空间结构组合对哪一类活动类型的影响较大。

目前针对城市空间结构的研究大多以城市空间结构模式及其演变特征，针对群体活动的分析还停留在静态时间片的分析，缺少城市空间结构对群体活动时空范围作用评价方法。本发明利用群体在ugc数据,城市空间结构数据，首先根据群体活动的时空影响范围将活动划分为时间影响范围长且空间影响范围广，时间影响范围长且空间范围影响小，时间影响范围短且空间影响范围影响广和时间影响范围短且空间范围影响小这4个类型；分析群体活动时空影响范围与城市空间结构(交通可达性，路网结构包括：路网密度、接近中心性、介数中心性等指标，土地利用数据：商业用地、居住用地、工业用地、教育用地、公园绿地、交通用地和文化等)的相关性；城市空间结构组合并与群体活动相对应；利用回归分析从城市空间结构组合对不同类型活动的影响和同一类型活动中不同城市空间结构组合影响进行两个方面评价。本发明具有如下优点：数据获取方式简单，成本较低，评价客观，在实际的城市空间结构优化中有较高的实用价值。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。