[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

本發明涉及一種針對手機基站定位數據的可視分析系統及方法，通過采用結合基于空間簡化和時間簡化的技術，對手機基站定位數據集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，從多個角度展示手機基站定位數據中包含的大量信息。

技術領域

本發明屬于信息可視化領域，具體涉及一種針對手機基站定位數據的可視分析系統及方法，用于觀察城市中人群的空間分布狀況以及人群流動情況，以實現對某地區進行人流監控以及規律分析。

背景技術

我國是世界上人口最多的國家，隨著大數據時代的到來和智慧城市的提出，如何合理的監控、引導和預警大城市或超大城市人口流動狀況，提高市民的生活質量，預警特定高密度人口流動區域異常事件的發生，已成為一個亟待解決的實用性課題。隨著手機等移動終端的普及，人們從移動通信網絡中收集了到大量的數據。手機定位數據作為移動通信網絡數據中的一類，在分析人群移動模式、城市功能區識別以及交通網絡規劃中都提供了很大的幫助。目前，相關領域的很多專家學者都在關注如何利用從移動通信網絡中獲取的數據來進行可視化研究。

在數據可視化中，基于點的可視化重點考慮離散的個體，可以直接顯示物體在某一時間點的位置?；邳c的表示方法的優勢是能夠使用戶直接觀察到數據中的每一個個體，但是當數據量非常龐大時，過多的點會造成畫面中相互遮擋和不清楚的問題。

現有的流向圖是表示物體從一個地方到另一個地方的移動，在地圖上的區域之間直接繪制有向邊，并用邊的寬度或顏色等表示流量大小。傳統的流向圖直接將所有軌跡繪制在地圖上，會造成軌跡間相互遮擋覆蓋和不清晰問題。Selassie D等在2011年提出了邊捆綁的方法，通過彎曲邊讓相似的邊相互靠近形成一束，以減少相互遮擋。盡管邊捆綁可以減少混亂問題，但是在兩個位置之間識別實際的連接方向是很困難的。

基于手機基站定位的數據集紀錄了每個手機用戶在不同時刻出現的位置，但從個人的軌跡數據中，很難看出整個城市的整體人群流動情況?，F有的一些基于手機定位數據的可視分析系統，能夠分析出不同時間段的人群密度，人群流向等特征，但無法展示出每個基站特有的人群流動模式，以及人群移動模式隨時間的變化。

綜上所述，在對手機定位數據可視化中，通過有效的聚類算法可以避免大量數據造成的畫面不清晰；通過對數據集進行基于空間上的簡化和時間上的簡化，可以有針對性的對城市中不同區域、不同時間段的人群移動模式進行可視化。

發明內容

本發明技術解決問題，克服現有技術的不足，提供一種針對手機基站定位數據的可視分析系統及方法，通過采用結合基于空間簡化和時間簡化的可視化技術，從多個角度展示手機基站定位數據中包含的大量信息，通過采用結合基于空間簡化和時間簡化的可視化方法，對城市中的人群流動情況進行可視化。

本發明技術解決方案：一種面向手機定位數據的可視分析系統，包括數據預處理模塊和可視化模塊。

所述數據預處理模塊：可分為數據清洗和數據統計兩個步驟。數據清洗是整套手機基站定位數據的基礎，其主要功能為：剔除原始數據集中信息不完整有缺失的數據，例如基站經緯度缺失的數據；同時清理會對后續可視化有干擾的信息，例如在手機基站定位數據中影響最大的“乒乓效應”。數據統計是在數據清洗后，為了后續可視化的需要，對現有數據進行統計處理，根據信令產生時間，選擇一段特定時間作為固定的時間步，統計每個時間步每個基站內的人數，以及該基站到其他基站的流入、流出人數。