[發明專利]一種基于Getis-Ord Gi*的用電量多元空間聚類方法

在審

• 申請號: 201810297591.1
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108764272A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 陳理;陳曉;葉方彬;陳玉峰;鈕亮;余允濤;陳芳;夏未君;李熊
• 申請（專利權）人: 國網浙江海鹽縣供電有限公司;國網浙江省電力有限公司;中國計量大學;浙江華云信息科技有限公司;國家電網公司
• 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

一種基于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

本發明涉及一種空間聚類方法，尤其涉及一種基于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，提供一種基于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。

一種基于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；

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，

Gi*公式為：

式中，x_j是要素j的屬性值，w_i,j是要素i和j之間的空間權重，它是空間權重矩陣W的n×n元素，n為要素總數；將相鄰規則形成的空間權重轉換為距離權重參與G_i*測度，G_i*測度計算的是以第i個位置為中心其鄰居的值與空間權重的乘積之和與所有數據值總和的比值；

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；