[發明專利]基于Getis-Ord Gi*的用電量多元空間聚類方法

在審

• 申請號: 201810278046.8
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108764266A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 周明磊;徐志強;孫晨;王尚俊;李志偉;孫曉超;虞正堯;卲炎君
• 申請（專利權）人: 浙江華云信息科技有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 王曉燕

基于Getis?Ord Gi*的用電量多元空間聚類方法。涉及一種聚類方法。目前，聚類方法并未考慮到由于變量的空間依賴關系而產生的集聚，導致聚類結果不準確，不能客觀反映多產業用電區域的用電熱點、冷點集聚情況。本技術方案包括步驟是1)先對所在區域構建空間依賴關系，確定空間權重；2)對每個變量進行空間自相關分析確定其存在空間依賴關系；3)將屬性變量轉換為帶有空間元素的Gi*統計變量，并重新構建多變量空間矩陣；4)對該矩陣采用輪廓線系數方法來確定最優聚類數，然后采用k?means聚類方法來進行聚類；本技術方案解決了多變量的空間聚類問題，有效提升了變量的聚類效果，客觀反映多產業用電區域的用電熱點、冷點集聚情況。

技術領域

本發明涉及空間聚類方法，尤其涉及基于Getis-Ord Gi*的用電量多元空間聚類方法。

背景技術

以往對用電量的分析多集中在某個單一產業之中，然而不同產業之間的用電情況可能彼此是互相關聯的，并以一種整體面貌反映著當地的經濟發展。分析用電區域中不同產業用電的集聚和離散情況對配電企業對該區域制定用電政策有著很大幫助。因為相近區域的用電情況可以彼此借鑒，一個城市的用電政策可以移植到與它相似的其他城市。一般對多變量用電產業的分析采用的是無監督聚類方法，常見的有分割聚類、層次聚類、基于密度的聚類和基于網格的聚類方法，但這些方法都忽略了不同產業用電量的空間特性，由于用電量的空間特性會產生地理學第一定律“任何事物都相關，只是相近的事物關聯更緊密”的現象，因此用電量會因為區域之間的接近關系產生聚集情況。而一般的聚類方法并未考慮到由于變量的空間依賴關系而產生的集聚，忽略這層空間關系產生的聚類是不完備的，導致聚類結果不準確，不能客觀反映多產業用電區域的用電熱點、冷點集聚情況。

發明內容

本發明要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案進行完善與改進，提供基于Getis-Ord Gi*的用電量多元空間聚類方法，以達到準確分析用電行業數據在區域空間中的情況目的。為此，本發明采取以下技術方案。

基于Getis-Ord Gi*的用電量多元空間聚類方法，包括以下步驟：

1)獲取數據；

數據來源為電力行業數據，包括農、林、牧、漁業，工業，建筑業，交通運輸、倉儲和郵政業，信息傳輸、計算機服務和軟件業，商業、住宿和餐飲業，金融、房地產、商務及居民服務業，公共事業及管理組織的電力數據；

2)對所在區域構建空間依賴關系，確定空間權重；

通過判斷是否有存在公共邊界或頂點來確定空間權重，當地區為島嶼時，將其分配給陸地的地區，相應陸地的地區對稱性地增加該島嶼，即認為相鄰；空間權重確定后，生成的空間權重為0-1的矩陣，并通過rook contiquity轉換為距離權重以用于后續計算；

3)對每個變量進行空間自相關分析確定其存在空間依賴關系；

4)將屬性變量轉換為帶有空間元素的Gi*統計變量，對Gi*做最小優估計的z轉換形式；公式如下：

其中，W_i^*＝∑_jw_ij

x_j是要素j的屬性值，x_i是要素i的屬性值，n為區域單元數,x為用電量，w_ij為空間權重；

通過Z(Gi*)重新構建多變量空間矩陣；

5)對多變量空間矩陣采用輪廓線系數方法來確定最優聚類數，然后采用k-means聚類方法來進行聚類；

6)可視化聚類地圖，以識別哪些多產業用電區域為熱點區域，哪些區域為冷點區域。