一种城市滨水区观景游线自动生成方法
【专利摘要】本发明公开了一种城市滨水区观景游线自动生成方法，包括以下步骤：1、建立城市滨水区三维空间形态数据库；2、建立城市滨水区手机信令数据库；3、基于手机信令识别城市滨水区人群活动行为模式，分别建立各类人群活动数据库，并与三维矢量地图相连；4、建立观景点可达性分析模块，并与人群活动数据库和三维矢量地图相连；5、建立城市滨水区游线生成模块，自动生成滨水区观景游线。本发明基于实时变化的手机信令数据，识别城市滨水区人群活动行为模式，分别建立各类人群活动数据库，对滨水区规划中的观景点可达性进行分析，自动生成滨水区观景游线；并且有利于对城市滨水区人群活动的研究并对滨水区景观游线规划设计起到指导作用。
【专利说明】
一种城市滨水区观景游线自动生成方法
技术领域
[0001]本发明属于城市滨水区观景游线设计方案制定领域，特别涉及一种观景可达性最优的城市滨水区观景游线自动生成方法。
【背景技术】
[0002]当代城市高品质生活对滨水区的依赖逐渐增大，滨水区对城市景观的意义也变得越来越大。城市滨水区作为构成城市公共开放空间的主要组成部分，是打造城市特色形象、提升城市活力的重要空间，日益受到城市规划者的关注与重视。
[0003]目前，城市滨水区观景游线的规划大多依赖设计师个人的视觉美学标准，设计手法也多遵循平面几何透视法则。因为设计人员在把握尺度和个人喜好上的不同，导致规划在准确性、客观性和科学性上有所不足。尤其这些经由设计人员规划的旅游游线往往与真实的城市市民活动规律、行动流线是不符合的。同时，设计者也无法根据城市滨水区使用者的行为模式设计与之匹配的观景游线。除此之外，城市滨水区的景观游线设计方案一经敲定，基本不会改变，无法根据时间段的不同，调整不同类型的景观以及设置不同数量的服务配套设施。
[0004]因此，建立一个基于游客活动特征本身的，以观景可达性最优为依据的，能够根据时间段不同能够及时调整的城市滨水观景游线方法十分必要。
【发明内容】
[0005]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于实时变化的手机信令数据，识别城市滨水区人群活动行为模式，分别建立各类人群活动数据库，对滨水区规划中的观景点可达性进行分析，自动生成滨水区观景游线;并且有利于对城市滨水区人群活动的研究并对滨水区景观游线规划设计起到指导作用的基于观景可达性最优的城市滨水区观景游线自动生成方法。
[0006]技术方案:为实现上述目的，本发明提供一种城市滨水区观景游线自动生成方法，包括以下步骤:
[0007]步骤一:建立城市滨水区三维空间形态数据库；
[0008]步骤二:建立城市滨水区手机信令数据库；
[0009]步骤三:基于手机信令识别城市滨水区人群活动行为模式，分别建立各类人群活动数据库，并与三维矢量地图相连；
[0010]步骤四:建立观景点可达性分析模块，并与人群活动数据库和三维矢量地图相连；
[0011]步骤五:建立城市滨水区游线生成模块，自动生成滨水区观景游线。
[0012]本发明通过实时变化的手机信令数据来识别城市滨水区人群活动模式，并建立各类人群活动数据库，对滨水区规划中的观景点可达性进行分析，从而自动生成滨水区观景游线。通过使用该方法，能够有利于对城市滨水区人群活动的研究并对滨水区景观游线规划设计起到指导的作用。从而使得城市滨水区观景游线能够更符合人们的生活习惯，更能符合人们的实际需求和喜好，更能受欢迎。
[0013]其中，步骤一中关于建立城市滨水区三维空间形态数据库的具体步骤如下:
[0014]步骤1.1:利用AutoCAD软件在城市滨水区的矢量地形图上划定街区范围边界线，并在每个街区范围内对街区进行编号；
[0015]步骤1.2:统一将矢量文件转化为dxf格式并导入ArcGIS中，建立城市滨水区三维空间形态数据库。
[0016]其中，步骤二中关于建立城市滨水区手机信令数据库的具体步骤如下:
[0017]步骤2.1:根据手机用户定位数据的经度和玮度坐标将手机用户定位数据匹配到相应的基站小区内，建立各条手机用户定位数据与基站小区的从属关系，得到匹配后的手机用户定位数据；
[0018]步骤2.2:基于上述的手机定位数据，以时间日为基本单位，将各时刻的匹配后手机用户定位数据按照时间日进行合并统计，得到各时间日的整体数据研究库；
[0019]步骤2.3:采用ArcGIS软件中的泰森多边形技术方法，将各基站内的手机用户数量按照用地地块的用地面积来进行等比例分配，使手机用户定位数据与地块数据进行匹配。
[0020]其中，步骤三中识别城市滨水区人群活动行为模式的具体步骤如下:
[0021 ]步骤3.1:以活动时间为标准识别滨水区人群行为，并且定义上午5:00至8:00的活动人群为晨练人群;上午8:00下午19:00的日间活动人群为游憩人群;下午19:00至晚上21:00的活动人群为夜游人群;通过分上午5:00至8:00的活动人群为晨练人群、上午8:00下午19:00的日间活动人群游憩人群以及下午19:00至晚上21:00的活动人群为夜游人群三个时间段来更详细的记录三种人群的活动时间和范围以及活动的路线，更能满足各种人群的活动范围以及个人喜好。
[0022]步骤3.2:利用ArcGIS平台整合手机定位实测数据，利用空间分析工具将步骤3.1中各时间段内城市滨水区人群密度通过等值线特征进行分布；
[0023]步骤3.3:使用ArcGIS软件中的缓冲功能对人群密度进行赋值处理，将由缓冲功能得到的赋值通过Ar cGI S软件中的spat i a I j o in功能叠加到滨水区中的各个地块，得到评价图层。
[0024]其中，步骤四中建立观景点可达性分析模块的具体步骤如下:
[0025]步骤4.1:取规划中各观景点平面投影的几何中心，利用AutoCAD软件绘制各点，统一将矢量文件转化为dxf格式并导入Depthmap软件；
[0026]步骤4.2:利用AutoCAD软件绘制滨水区道路中心线，统一将矢量文件转化为dxf格式并导入Depthmap软件。
[0027]其中，步骤五中建立城市滨水区游线生成模块的具体步骤如下:
[0028]步骤5.1:对所有规划中的观景点进行编号；
[0029]步骤5.2:选取人群密度最高的路线为滨水区观景游线；
[0030]步骤5.3:分别使用晨练、游憩、夜游三个时间段人群活动数据库，进行上述步骤5.2的操作，从而得到三条城市滨水区观景游线；
[0031 ]步骤5.4:将三条城市滨水区观景游线重合部分合并，形成城市动态观景游线；
[0032]步骤5.5:利用Depthmap软件的输出功能将观景游线图层与城市三维空间形态和人群活动数据库相连。
[0033]其中步骤一中所述城市滨水区三维空间形态数据库包括:建筑密度、建筑高度、容积率、绿地率、服务设施定位数据、地块性质、岸线类型、植被覆盖率和不透水面面积比共9种城市空间形态图层。
[0034]其中步骤5.2中选取人群密度最高的路线为滨水区观景游线的具体步骤如下:
[0035]步骤5.2.1:录入所有观景点I…i…η;
[0036]步骤5.2.2:在录入的所有观景点中提取任意点i；
[0037]步骤5.2.3:利用Depthmap软件计算原点i的全局深度并选取全局深度最低的点记为j;
[0038]步骤5.2.4:如果j的个数大于I，则比较j所在地块的人群密度，选取j所在地块人群密度最高点j与点i相连，并输出游线路段;如果j的个数不大于I，则:直接将点i与点j相连;然后剔除点i并重新返回步骤5.2.2。
[0039]有益效果:本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0040](1)、本发明通过实时变化的手机信令数据来识别城市滨水区人群活动模式，并建立各类人群活动数据库，对滨水区规划中的观景点可达性进行分析，从而自动生成滨水区观景游线。通过使用该方法，能够有利于对城市滨水区人群活动的研究并对滨水区景观游线规划设计起到指导的作用。从而使得城市滨水区观景游线能够更符合人们的生活习惯，更能符合人们的实际需求和喜好，更能受欢迎。
[0041 ] (2)、通过分上午5:00至8:00的活动人群为晨练人群、上午8:00下午19:00的日间活动人群游憩人群以及下午19:00至晚上21:00的活动人群为夜游人群三个时间段来更详细的记录三种人群的活动时间和范围以及活动的路线，更能满足各种人群的活动范围以及个人喜好。
[0042](3)、改变了城市滨水区的景观游线设计方案一经敲定无法改变现状，能够根据一定时间段的反馈，在以后的设计修改中科学地调整不同类型的景观以及设置不同数量的服务配套设施。
【附图说明】
[0043]图1为本发明的方法流程图；
[0044]图2为本发明实施例的用地容积率图；
[0045]图3为本发明实施例的某时刻滨水区人群密度克里金示意图；
[0046]图4为本发明实施例的滨水区观景游线示意图；
[0047]图5为本发明步骤5.2的流程图。
【具体实施方式】
[0048]以下将结合基于观景可达性最优的上海市黄浦江西岸观景游线自动生成案例和附图来详细说明本发明的技术方案，包括以下步骤:
[0049]I)建立上海市黄浦江两岸及周边地区三维空间形态数据库；
[0050]1.1)根据实际测绘获得的上海市黄浦江两岸及周边地区现状用地矢量图形及相关坐标数据；
[0051]1.2)利用AutoCAD软件在上海市黄浦江两岸及周边地区的矢量地形图上划定街区范围边界线，在每个街区范围内对街区进行编号，数字从Ol开始；
[0052]1.3)统一将矢量文件转化为dxf格式并导入ArcGIS，建立上海市黄浦江两岸三维空间形态数据库。城市空间形态图层包括:建筑密度、建筑高度、容积率、绿地率、服务设施定位数据、地块性质、岸线类型、植被覆盖率和不透水面面积比共9种图层。
[0053]2)建立上海市黄浦江两岸及周边地区手机信令数据库；
[0054]2.1)根据手机用户定位数据的经度和玮度坐标将手机用户定位数据匹配到上海市相应的基站小区内，建立各条手机用户定位数据与基站小区的从属关系，得到匹配后的手机用户定位数据；
[0055]2.2)基于上述两个手机定位数据库，以时间日为基本单位，将各时刻的匹配后手机用户定位数据按照时间日进行合并统计，得到9个时间日的整体数据研究库；
[0056]2.3)采用ArcGIS软件中的泰森多边形技术方法，将各基站内的手机用户数量按照用地地块的用地面积进行等比例分配，使手机用户定位数据与地块数据匹配。
[0057]3)基于手机信令识别上海市黄浦江两岸人群活动行为模式，分别建立各类人群活动数据库，并与三维矢量地图相连；
[0058]3.1)以活动时间为标准识别滨水区人群行为:定义5: OOa.m.至8: OOa.m.而定活动人群为晨练人群;8:00a.m.至19:00p.m.的日间活动游憩人群；19:OOp.m.至21:OOp.m.的活动人群为夜游人群。
[0059]3.2)利用ArcGIS平台整合手机定位实测数据，利用空间分析工具将各时间段内城市滨水区人群密度呈等值线特征分布；
[0060]3.3)使用ArcGIS软件中的缓冲功能对人群密度进行赋值处理，将由缓冲功能得到的赋值通过Ar cG IS软件中的spat i a I j o i η功能叠加到滨水区中的各个地块，得到评价图层。
[0061]4)建立观景点可达性分析模块，与人群活动数据库和滨水区三维矢量地图相连；
[0062]4.1)取规划中各观景点平面投影的几何中心，利用AutoCAD软件绘制各点，统一将矢量文件转化为dxf格式并导入Depthmap软件；
[0063]4.2)利用AutoCAD软件绘制滨水区道路中心线，统一将矢量文件转化为dxf格式并导入Depthmap软件。
[0064]5)建立上海市黄浦江两岸观景游线生成模块，自动生成滨水区观景游线。
[0065]5.1)对所有规划中的观景点进行编号，数字从01开始；
[ΟΟ??] 5.2)选取观景点中的任意点i作为原点，利用Depthmap软件计算原点i的全局深度，选取全局深度最低的点j。当j的个数大于I时，比较j所在地块的人群密度，选取所在地块人群高的点与点i相连；当j的个数等于I时，则直接将两点相连。继续以点j为原点进行上述操作直至穷尽所有观景点，得到滨水区观景游线。
[0067]5.3)分别使用晨练、游憩、夜游人群活动数据库，进行上述5.2)的操作，得到三条上海市黄浦江两岸观景游线。
[0068]5.4)将三条上海市黄浦江两岸观景游线重合部分合并，形成城市动态观景游线；
[0069]5.5)利用Depthmap软件的输出功能将观景游线图层与城市三维空间形态和人群活动数据库相连。
[0070]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种城市滨水区观景游线自动生成方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一:建立城市滨水区三维空间形态数据库； 步骤二:建立城市滨水区手机信令数据库； 步骤三:基于手机信令识别城市滨水区人群活动行为模式，分别建立各类人群活动数据库，并与三维矢量地图相连； 步骤四:建立观景点可达性分析模块，并与人群活动数据库和三维矢量地图相连； 步骤五:建立城市滨水区游线生成模块，自动生成滨水区观景游线。2.根据权利要求1所述的一种城市滨水区观景游线自动生成方法，其特征在于:所述步骤一中关于建立城市滨水区三维空间形态数据库的具体步骤如下: 步骤1.1:利用AutoCAD软件在城市滨水区的矢量地形图上划定街区范围边界线，并在每个街区范围内对街区进行编号； 步骤1.2:统一将矢量文件转化为dxf格式并导入ArcGIS中，建立城市滨水区三维空间形态数据库。3.根据权利要求1所述的一种城市滨水区观景游线自动生成方法，其特征在于:根据权利要求I所述的一种城市滨水区观景游线自动生成方法，其特征在于:所述步骤二中关于建立城市滨水区手机信令数据库的具体步骤如下: 步骤2.1:根据手机用户定位数据的经度和玮度坐标将手机用户定位数据匹配到相应的基站小区内，建立各条手机用户定位数据与基站小区的从属关系，得到匹配后的手机用户定位数据； 步骤2.2:基于上述的手机定位数据，以时间日为基本单位，将各时刻的匹配后手机用户定位数据按照时间日进行合并统计，得到各时间日的整体数据研究库； 步骤2.3:采用ArcGIS软件中的泰森多边形技术方法，将各基站内的手机用户数量按照用地地块的用地面积来进行等比例分配，使手机用户定位数据与地块数据进行匹配。4.根据权利要求1至3之一所述的一种城市滨水区观景游线自动生成方法，其特征在于:所述步骤三中识别城市滨水区人群活动行为模式的具体步骤如下: 步骤3.1:以活动时间为标准识别滨水区人群行为，并且定义上午5:00至8:00的活动人群为晨练人群;上午8:00下午19:00的日间活动人群游憩人群;下午19:00至晚上21:00的活动人群为夜游人群； 步骤3.2:利用ArcGIS平台整合手机定位实测数据，利用空间分析工具将步骤3.1中各时间段内城市滨水区人群密度通过等值线特征进行分布； 步骤3.3:使用ArcGIS软件中的缓冲功能对人群密度进行赋值处理，将由缓冲功能得到的赋值通过Ar cG IS软件中的spat i a I j o i η功能叠加到滨水区中的各个地块，得到评价图层。5.根据权利要求4所述的一种城市滨水区观景游线自动生成方法，其特征在于:所述步骤四中建立观景点可达性分析模块的具体步骤如下: 步骤4.1:取规划中各观景点平面投影的几何中心，利用AutoCAD软件绘制各点，统一将矢量文件转化为dxf格式并导入Depthmap软件； 步骤4.2:利用AutoCAD软件绘制滨水区道路中心线，统一将矢量文件转化为dxf格式并导入Depthmap软件。6.根据权利要求1所述的一种城市滨水区观景游线自动生成方法，其特征在于:所述步骤五中建立城市滨水区游线生成模块的具体步骤如下: 步骤5.1:对所有规划中的观景点进行编号； 步骤5.2:选取人群密度最高的路线为滨水区观景游线； 步骤5.3:分别使用晨练、游憩、夜游三个时间段人群活动数据库，进行上述步骤5.2的操作，从而得到三条城市滨水区观景游线； 步骤5.4:将三条城市滨水区观景游线重合部分合并，形成城市动态观景游线； 步骤5.5:利用Depthmap软件的输出功能将观景游线图层与城市三维空间形态和人群活动数据库相连。7.根据权利要求1所述的一种城市滨水区观景游线自动生成方法，其特征在于:所述城市滨水区三维空间形态数据库包括:建筑密度、建筑高度、容积率、绿地率、服务设施定位数据、地块性质、岸线类型、植被覆盖率和不透水面面积比共9种城市空间形态图层。8.根据权利要求6所述的一种城市滨水区观景游线自动生成方法，其特征在于:所述步骤5.2中选取人群密度最高的路线为滨水区观景游线的具体步骤如下: 步骤5.2.1:录入所有观景点I…i…η; 步骤5.2.2:在录入的所有观景点中提取任意点i ; 步骤5.2.3:利用Depthmap软件计算原点i的全局深度并选取全局深度最低的点记为j ； 步骤5.2.4:如果j的个数大于I，则比较j所在地块的人群密度，选取j所在地块人群密度最高点j与点i相连，并输出游线路段;如果j的个数不大于I，则:直接将点i与点j相连;然后剔除点i并重新返回步骤5.2.2。
【文档编号】G06Q10/04GK105913138SQ201610203978
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】杨俊宴, 吴浩
【申请人】东南大学