[發明專利]一種城市分區域內服務設施需求識別方法及系統

有效

• 申請號: 202210812583.2
• 申請日: 2022-07-12
• 公開（公告）號: CN114897444B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 王璞;陳偉;趙雷
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/10;G06Q50/26;G06F17/16;G06F17/17
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 朱振德

本發明公開了一種城市分區域內服務設施需求識別方法及系統，包括以下步驟：基于各級行政區域劃分方法對城市區域進行劃分，并提取城市區域內的多維度特征；構建城市區域空間屬性圖；采用變分圖自編碼器對城市區域空間屬性圖編碼，得到城市區域的潛在隱特征；融合Top?k最相似功能城市區域的潛在隱特征；采用具有時空限制的貝葉斯模型，得到用戶軌跡訪問特征；結合城市區域的潛在隱特征和用戶軌跡訪問特征，通過多層感知機和歸一化指數函數，得到最終的城市區域內服務設施需求概率分布。本發明考慮區域特征數據的稀疏性和動態性，綜合城市宏觀大數據與居民微觀位置社會化數據，準確預測城市區域缺少的各類服務設施。

技術領域

本發明涉及城市規劃技術領域，具體涉及一種城市分區域內服務設施需求識別方法及系統。

背景技術

城市是由土地空間、建筑設施和居民用戶等組成的一個有機整體，城市的不斷發展會逐步培育出不同的功能區域，例如教育區、商業區、工業區或居住區等，此外城市有著天然的行政區域劃分，城市行政管理人員也會對不同區域的功能進行規劃和設計。這些由居民的實際活動方式自然形成或管理者人為設計的功能區域，支撐著居民不同的城市工作生活需求，是一種有價值的組織形式，可以構建起整個城市的詳細知識，并隨著城市的發展而變化。理解城市區域的功能并掌握其變化趨勢，根據區域內當前服務設施的配置和分布情況，可以預測服務設施在未來的需求或不足等情況，從而做到提前預知與提早規劃，對服務城市居民和完善城市建設都有積極的作用。

服務設施一般包括了公共設施（如公共衛生間、共享自行車點和快遞物流網點等）以及商業設施（如充電樁、商店和餐廳等）。城市區域服務設施的需求分析，需要考慮和評估一系列的影響因素，比如路網結構、交通流量、人群流動性、興趣點和居民社交媒體網絡等。這些復雜且變化的特征使得區域需求分析成為了一項非常具有挑戰性的任務。傳統意義上，城市規劃者需要依靠勞動密集型調查來為他們的決策提供信息支持，比如隨機發放一定數量的調查問卷或有針對性的排查走訪等，然而通過該方法獲得的資料可能不夠充分和及時。近年來，城市規劃者也會利用部分城市大數據來決策，例如道路網絡、路網交通流量或居民流動性等，但是，他們缺乏對城市居民日常行為模式的真正理解和運用。居民作為城市的重要組成元素，設施的規劃設計終究是要為居民服務的，“人”應當作為一個重要的感知計算單元參與到區域需求的研究過程中。

當前城市服務設施的區域需求分析研究工作主要從城市的宏觀角度出發，分析城市時空大數據，提取城市區域的多維時空特征，然后再根據區域的流行程度進行推薦與分析。然而，隨著傳感器技術和位置社交媒體網絡的發展應用，居民大量的位置社會化數據被記錄下來。當前的研究缺乏從城市居民的微觀角度來考慮服務設施的區域需求識別問題，沒有深入挖掘用戶的時空行為軌跡、服務設施位置簽到和社交關系網絡活動等數據，也沒有充分提取用戶社會化活動中相關的地理空間特征以及社會關系的關聯特征，從而未能準確分析和了解居民用戶還缺少什么設施、需要什么服務。

此外，城市的熱點區域、服務設施和居民都是變化的，目前區域內設施缺失或不足的需求預測工作沒有考慮區域特征數據的稀疏性和動態性等特征，也沒有綜合利用城市的宏觀大數據與居民的微觀位置社會化數據。同時，它們還忽略了用戶訪問服務設施的城市路網軌跡對途經區域設施需求的影響，以及城市宏觀規劃下不同區域的功能權重與設施限制等問題，從而導致了在區域設施的需求預測上存在著低準確率等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種城市分區域內服務設施需求識別方法及系統，考慮區域特征數據的稀疏性和動態性，綜合城市宏觀大數據與居民微觀位置社會化數據，準確預測城市區域缺少的各類服務設施。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種城市分區域內服務設施需求識別方法，包括以下步驟：

S1、基于各級行政區域劃分方法對城市區域進行劃分，并提取城市區域內的多維度特征；其中，多維度特征包括城市區域內的地理特征、交通特征及現有服務設施分布特征，所述交通特征包括用戶軌跡特征；