一种基于省域百万级POI数据的城市功能混合度分析方法与流程

本发明涉及数据分析，更具体的公开了一种基于省域百万级poi数据的城市功能混合度分析方法。

背景技术：

1、现有混合度分析大部分都是通过计算信息熵(x)，然后使用gis来进行成果可视化，在操作步骤上，需要通过人工辅助的方式进行数据预处理、数据分析、数据可视化、数据制图。

2、但是，传统的空间结构可视化操作步骤繁杂，实现过程耗时费力。手工处理单个市县数据的混合度或者程序处理单个小规模市县的数据，在面对百万级数据的时候不能有效完成或性能缓慢或成果不达标，有待于改进，因此设计一种基于省域百万级poi数据的城市功能混合度分析方法。

技术实现思路

1、本发明提供省域百万级poi数据的城市功能混合度分析实现，解决省域百万甚至千万级poi类别的分类提取，使用模型建模手段和大数据空间分析方式来实现城市功能混合度分析，满足区县、街道、网格3种不同分析尺度要求。

2、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，更具体的说是一种基于省域百万级poi数据的城市功能混合度分析方法，包括以下操作步骤：

3、s1、对省域所有的poi进行大中类分类，若按行政区划分则可以以地市为单位进行分类，分类后的数据入库到企业级空间数据库中；

4、s2、根据划分范围进行数据提取预处理，同时根据不同的生成尺度，提取对应尺度范围的操作区域和查询语句；

5、s3、根据选择的poi分类情况动态提取poi，根据流程中的图形范围、查询语句，设置对应的提取类别，采用空间识别、选择提取、汇总统计、空间连接等方式汇总成一个或若干个poi设施功能表；

6、s4、依据信息熵计算公式：

7、diversity＝-sum(pi×lnpi)，(i＝1，...，n)

8、进行城市功能混合度计算，得到分析尺度区域范围的混合度图形和属性值，其中属性值是计算得到的混合度值，通过图例来展示，混合度图形是根据属性值分级后的面状可视化渲染；

9、s5、使用gis可视化渲染方式进行自定义可视化渲染实现。

10、更进一步的，所述步骤s1中，省域poi具体划分为居住类、公共管理与公共服务类、商务设施类、娱乐康体类、公用设施类、工业用地类、交通设施类、购物服务类、餐饮服务类、旅馆用地类、其他商业类。

11、更进一步的，所述步骤s2中，范围可以是行政区划范围或者自定义范围。

12、更进一步的，所述步骤s2的具体操作流程如下：

13、s21、如果是选择行政区范围，根据行政区的名称组合数据库sql语句去提取行政区划图形范围，同时根据前端输入的行政区名称、图形范围、poi类别、分析尺度等相关参数根据函数拼接出对应的查询语句；

14、s22、如果是自定义范围，使用自定义范围去裁剪省域区域，裁剪后汇总相关地市区县，根据地市区县的属性和空间位置，使用空间游标cursor方式去空间库中查询拼接出相应的查询语句，使用通用空间sql方式来操作；

15、s23、如果处理尺度是网格，还需要在行政区或自定义范围的基础上创建渔网，网格尺度一般选择200米*200米，也可根据需要自定义调节，以渔网网格作为图形范围，其他操作同上。

16、更进一步的，所述步骤s4中，diversity指多值性混合度，n表示该街道poi的类别数，pi表示某类poi占poi总数的比例，lnpi指各类poi数量均进行过归一化处理，归一化的方法是该类poi在该街道的数量与该类poi在计算区域所有poi的数量的比例。

17、更进一步的，所述步骤s1中，数据入库到企业级数据库中具体操作步骤如下：

18、s1、确定数据来源

19、确定数据的来源，包括数据的类型、格式、数据量等；

20、s2、制定数据入库规范

21、根据数据来源和实际需求，制定相应的数据入库规范，包括数据的处理方式、数据的格式转换、数据的校验等；

22、s3、数据预处理

23、对原始数据进行预处理，包括数据清洗、数据转换、数据格式校验等，确保数据的准确性和完整性；

24、s4、数据入库

25、将预处理后的数据按照规范要求，通过相应的接口或工具将其写入到企业级数据库中；

26、s5、数据监控与优化

27、在数据入库过程中，对数据进行实时监控，发现和处理可能出现的问题，同时对数据入库过程进行优化，提高数据入库的效率和准确性。

28、更进一步的，所述归一化处理公式为：

29、

30、其中，x是归一化之前的数据，y是归一化之后的数据，max value和min value分别对应这一组数据中的最大值和最小值，范围在[0,1]。

31、更进一步的，所述动态提取poi过程中计算三维空间中的两个poi之间的距离时，通过以下公式计算：

32、

33、其中，x1，x2分别为横坐标上某两个点，y1，y2分别为纵坐标上某两个点，z1，z2分别为竖轴上某两个点。

34、本发明一种基于省域百万级poi数据的城市功能混合度分析方法的有益效果为：

35、本发明中从模型建模方式把所有的流程都封装在一个接口和算法中，前置条件便利易实现，同时解决了批量百万级数据查询和空间查询计算统计的性能问题，经验证一个地级市在10-30秒一键出结果，效率高。

技术特征：

1.一种基于省域百万级poi数据的城市功能混合度分析方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于省域百万级poi数据的城市功能混合度分析方法，其特征在于，所述步骤s1中，省域poi具体划分为居住类、公共管理与公共服务类、商务设施类、娱乐康体类、公用设施类、工业用地类、交通设施类、购物服务类、餐饮服务类、旅馆用地类、其他商业类。

3.根据权利要求1所述的一种基于省域百万级poi数据的城市功能混合度分析方法，其特征在于，所述步骤s2中，范围可以是行政区划范围或者自定义范围。

4.根据权利要求3所述的一种基于省域百万级poi数据的城市功能混合度分析方法，其特征在于，所述步骤s2的具体操作流程如下：

5.根据权利要求1所述的一种基于省域百万级poi数据的城市功能混合度分析方法，其特征在于，所述步骤s4中，diversity指多值性混合度，n表示该街道poi的类别数，pi表示某类poi占poi总数的比例，lnpi指各类poi数量均进行过归一化处理，归一化的方法是该类poi在该街道的数量与该类poi在计算区域所有poi的数量的比例。

6.根据权利要求1所述的一种基于省域百万级poi数据的城市功能混合度分析方法，其特征在于，所述步骤s1中，数据入库到企业级数据库中具体操作步骤如下：

7.根据权利要求5所述的一种基于省域百万级poi数据的城市功能混合度分析方法，其特征在于，所述归一化处理公式为：

8.根据权利要求1所述的一种基于省域百万级poi数据的城市功能混合度分析方法，其特征在于，所述动态提取poi过程中计算三维空间中的两个poi之间的距离时，通过以下公式计算：

技术总结
本发明涉及数据分析技术领域，且公开了一种基于省域百万级POI数据的城市功能混合度分析方法，包括以下操作步骤：S1、对省域所有的POI进行大中类分类，若按行政区划分则可以以地市为单位进行分类，分类后的数据入库到企业级空间数据库中；S2、根据划分范围进行数据提取预处理，同时根据不同的生成尺度，提取对应尺度范围的操作区域和查询语句；本发明中从模型建模方式把所有的流程都封装在一个接口和算法中，前置条件便利易实现，同时解决了批量百万级数据查询和空间查询计算统计的性能问题，经验证一个地级市在10‑30秒一键出结果，效率高。

技术研发人员：李星月,严泽幸,童心,敖杰刚,王武振
受保护的技术使用者：浙江省城乡规划设计研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29