[發明專利]一種基于多源數據的公交站點優化可視化方法

有效

• 申請號: 202110029127.6
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112699284B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 朱敏;李季倬;夏婷;羅富智;閆建榮
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06F16/904
• 分類號: G06F16/904;G06F16/906;G06F16/9032;G06F16/951;G06F16/29
• 代理公司: 成都禾創知家知識產權代理有限公司 51284
• 代理人: 劉凱

1.一種基于多源數據的公交站點優化可視化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：數據采集

采集共享單車數據、城市POI數據和城市路網數據；

S2：數據處理

數據預處理：對異常數據進行清洗，對OSM地圖進行坐標系轉化；

交通數據計算：計算區域單車數量與區域POI數量；

共享單車數據聚類：通過聚類算法計算出單車群的聚類中心點；

S3：可視化映射

設計POI空間分布可視化映射：對城市POI種類分布、城市POI密度分布、共享單車密度分布分別進行可視化編碼，表示城市人流量與環境分布情況，構成體現在大粒度下、中粒度下與小粒度下的POI空間分布可視化映射的POI空間分布視圖；

設計人流量時序演變可視化映射：對單個公交站點附近的共享單車流量演變進行分析，用于對比不同站點在人流量時序演化模式上的差異，構成體現外部的環狀日歷圖可視化映射與內部的雷達圖可視化映射的人流量時序演變視圖；

S4：可視化布局

根據設計的可視化映射規則進行可視化布局并繪制實現：對于POI空間分布視圖，根據當前地圖縮放等級確定采用大粒度布局、中粒度布局還是小粒度布局，根據布局粒度與對應的區域數據，將顏色填充入相符的形狀中；對于人流量時序演變視圖，確認選中的站點或備選站點位置，繪制環狀日歷圖，再在環狀日歷圖內部繪制對應的雷達圖；

所述POI空間分布視圖的可視化布局包括：

S41a：采用規則六邊形對待布局區域地圖進行填充，并根據用戶探索空間的尺度對大小進行調整；

S41b：計算六邊形頂點位置，再依次將六個頂點連接起來形成多邊形；頂點公式如(1-1)所示，起始點位的初始值(0,r)，再往逆時針方向生成剩余的五個頂點，每次都用最新存儲在矩陣vertex中；

式中，和分別表示前一頂點的X軸坐標與Y軸坐標；θ為相鄰的兩個頂點與六邊形中心點的連線構成的夾角；π為角度度量，此處為180°；

S41c：通過六邊形外圈顏色映射單車數量，設置填充顏色變化范圍，且顏色映射為線性映射；

S41d：統計每個方向中的POI數量，根據POI經緯度坐標和六邊形中心點坐標，生成向量；再依據反三角函數求出POI點跟坐標軸的夾角，利用夾角取模來判斷該POI點屬于哪個方向上的點，向量轉角度如公式(1-2)所示；

式中：x₀、y₀為六邊形的中心點坐標值，lng，lat為POI的經緯度坐標值，x、y分別為生成向量在X軸、Y軸上的值，ang為向量與X軸的夾角值；c為該POI點的坐標與X軸、Y軸形成的直角三角形斜邊長；π為角度度量，此處為180°；

S41e：地圖縮放級別等于12時，展示為中粒度下的POI空間分布布局圖，為鑲嵌三角形的六邊形視圖；地圖縮放級別大于12時，展示為小粒度下的POI空間分布布局圖，為每個方向上六類POI的等面積排序圖；

S41f：對六類POI進行顏色映射；

所述人流量時序演變視圖的可視化布局包括：

S42a：以周為時間模式，將圓環從里到外分成7個圓環，l＝{l₁,…,l_n},n＝7，表示一周中的7天{Mon,Tues,Wed,Thur,Fri,Sat,Sun}；

S42b：每個圓環按照順時針方向被均分為24個單元格，即t＝{t₁,…,t_m},m＝24，用t＝{0am,1am,…,11pm}表示一天當中24個小時；視圖中第p層第q列的單元格表示一周中第p天q時刻對應單車GPS數量；

S42c：實現外部環狀日歷圖繪制，將d3弧生成器產生元素添加到畫布上；生成弧的內圓半徑inR計算方式如公式(2-1)所示，外圓半徑ouR計算如公式(2-2)所示；

其中，i為一周中的某一時刻；segmentHeight為用戶設置每個圓環間隔高度；

表示取小于等于的最大整數；

生成弧的起始sR角和終止角eR，計算公式如公式(2-3)與公式(2-4)所示：

其中，i為一周中的某一時刻；π為角度度量，此處為180°；

S42d：設置單元格填充顏色變化范圍，顏色映射為線性映射；

S42e：將對應站點附近共享單車數量映射到步驟42d中的顏色變化范圍，對環狀日歷圖進行上色；

S42f：在雷達圖中用24個坐標軸對應圓環中的t；用圓點表示一周內在該時刻中共享單車的總數量，采用插值方式實現點與點之間的連接，使線條平滑。