[發明專利]一種針對手機基站定位數據的可視分析系統及方法

有效

• 申請號: 201710247760.6
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN106971001B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 李海生;宋璇;黃媛潔;蔡強;李楠
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06F16/28;H04L12/26;H04W4/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種針對手機基站定位數據的可視分析系統，其特征在于：包括數據預處理模塊和可視化模塊；

所述數據預處理模塊，對手機定位基站定位得到的數據集進行數據清洗和數據統計，得到預處理后的數據集；所述數據集包括手機定位數據集和基站信息數據集，手機定位數據集包括手機用戶的唯一標識、信令產生的時間、以及用戶所在基站的編號；基站信息數據集包括基站編號和基站所在地點經緯度；

所述可視化模塊，對數據預處理模塊處理后的數據集分別進行基站可視化處理、基站間人群流向可視化處理、基于基站的人群流動模式可視化處理和基于時間步的人群流動模式可視化處理；基站可視化處理采用基于地圖分別率的層次聚類算法對基站進行聚類，得到聚類結果；根據聚類結果，在地圖上根據不同的縮放級別對基站進行可視化；基站間人群流向可視化處理繪制流向圖，對不同時刻人群的流動方向及流量大小進行可視化；基于基站的人群流動模式可視化處理計算各個基站聚類每個時間步的凈流入人數，通過繪制南丁格爾玫瑰圖，對每個基站聚類一天中各個時間段的人數變化情況進行可視化；基于時間步的人群流動模式可視化處理根據每個時間步對應的基站聚類間人群流量大小，對時間步進行聚類，得到人群流動模式相似的時間步被聚為一類，并用圖進行可視化，能夠幫助分析不同時間步之間的關系；

所述可視化模塊中，基站可視化處理具體包括以下步驟：

(1)根據不同的地圖分辨率R＝{r₁,r₂,…,r_n}，設置不同的地圖縮放級別L＝{l₁,l₂,…,l_n}，展示不同分別率的地圖，設計一種基于地圖分別率的層次聚類算法，對基站進行聚類，所述聚類算法描述如下：

step1：有m個基站，設B＝{b₁,b₂,…,b_m}為所有基站的集合，設置n個地圖縮放級別，以下簡稱為n層，每層對應的分辨率R＝{r₁,r₂,…,r_n}，設置一個常量c，每層的聚類間最小距離d_i＝c*r_i，即距離超過d_i的基站將不聚為一類，設每層的聚類結果為H＝{h₁,h₂,…,h_n}，h_i是在第i層的聚類結果，初始化H為空集；

Step2：計算第1層的最大相似距離d₁＝c*r₁，采用凝聚層次聚類算法對B進行聚類， 對初始的基站集合B中m個基站作為m個簇，將距離小于d₁的最近的兩個簇聚為一類，然后更新集合B，此時集合內簇的個數為m-1；對更新的集合B中繼續將距離小于d₁的最近的兩個簇聚為一類，再更新集合B，此時集合內簇的個數為m-2；重復上述步驟，直至所有簇間距離均大于d₁，最終聚類結果為h₁；

Step3：計算第2層的最大相似距離d₂＝c*r₂，采用相同凝聚層次聚類算法對上一層的結果h₁進行聚類，結果為h₂；

Step4：計算第i層的最大相似距離d_i＝c*r_i，采用相同凝聚層次聚類算法對上一層的結果h_i-1進行聚類，結果為h_i；

Step5：重復step4直到得到所有層的聚類結果；

(2)根據聚類結果，在地圖上根據不同的縮放級別對基站進行可視化，包括如下操作：

(21)采用聚類中包含的所有基站的坐標平均值作為該基站聚類的坐標，計算該聚類所包含的基站數量，在基站圖標上顯示出具體數值；

(22)根據所選時段中，該基站聚類的流入人數多于流出人數，或流出人數多于流入人數，采用不同顏色進行區分；

(23)采用多視圖協同的可視化方法，對于某個基站聚類，繪制折線圖表示基站聚類流入、流出及當前時刻總人數隨時間的變化。