[发明专利]一种基于POI数据的城市商业中心识别方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于POI数据的城市商业中心识别方法及系统，方法包括：获取网络地图POI数据，并提取出商业类POI；将道路网络数据转换为道路网格数据，提取道路交点；识别不同网格内的所有商业类POI，将与道路交点相连网格内的商业POI作为道路交点邻域内的商业POI点；计算各道路交点的商业核密度值；计算商业‑道路交点核密度值；构建商业‑道路交点核密度面；结合核密度阈值及城市商业中心面积指标，识别出城市商业中心。本发明能够更客观、科学的反映城市商业中心范围与商业网络点和交通通达性之间的关联，有助于进一步分析城市商业中心的空间结构，为城市规划实施评估提供科学的基础。

技术领域

本发明涉及到城市地理学和城市规划技术领域，具体涉及一种基于POI数据，结合道路交点和网络核密度估计法，识别城市商业中心的方法及系统。

背景技术

作为现代城市最重要的功能区之一，城市商业中心的界定及其空间结构历来是城市地理学研究的重要内容。然而在复杂的地理环境中，城市商业中心是一个模糊的空间对象，通过影像或土地利用现状数据判读和边界数字化获取的边界带有模糊不确定性。关于如何定量化地从高阶模糊地理现象中识别出城市商业中心一直广受关注。目前已有的城市商业中心识别方法通常可以分为两大类：(1)基于问卷调查的方法和(2)基于地理数据的方法。利用第一种方法从市民感知中识别的城市商业中心，受调查对象的主观认知影响大，调查周期耗时长。相对而言，采用第二种方法识别商业中心更加客观和可行。

网络地图兴趣点(point of interest,POI)作为一种地理大数据，与传统的地理数据相比，其现势性、准确性、共享性和多分类的特点为研究员提供了更多的研究价值。例如，Liu和Long利用OpenStreetMap(OSM)和兴趣点(POI)数据，提出了一种基于矢量元胞自动机模型的地块识别的方法；Jiang等开发了一种利用兴趣点(POI)数据进行土地利用分类的方法；Zhang等基于层次语义认知方法，提出了一种利用高分辨率(HSC)卫星图像和兴趣点(POI)数据的城市功能区划分方法。一些学者根据商业类POI点的地理分布特征，对城市商业中心空间进行了一系列的探索。例如，Chen等基于核密度估计法提取出了城市商业中心，并分析了不同零售业态对商业聚集区位选择的差异性；Yu等针对网络距离计算问题的特殊性，提出了一种基于网络配置的CBD划分方法。

核密度估计法作为空间密度分析方法的一种，常被用于探测空间的“热点区”，且在POI数据分析中得到了广泛的应用。平面核密度估计法将城市空间环境视为均质的，没有考虑到城市的发展限制于道路网络布局的事实，在城市空间中是网络距离而不是欧氏距离影响着社会和经济现象。因此，一些学者提出了利用网络核密度估计法代替平面核密度估计法来计算道路路段周围的密度分布，剖析道路交通事故和城市空间布局。路段长度的确定是网络核密度估计法研究的关键技术，目前道路路段的划分方法主要有以下两种：(1)等长度道路路段和(2)不等长度道路路段。

虽然网络核密度估计法可以弥补平面核密度估计法的缺陷，但是无论是等长度路段还是不等长度路段的划分都存在一定的缺陷。当路段长度太小，凸显出的局部变化过多；而当路段长度太大，很多局部变化会被忽略。虽然经验法是等长度路段划分的常见方法，但是由于城市的特殊性，经验值并不可能适用于所有城市，存在局限性。利用不等长度道路路段得到的热点位置是多变的，在空间分析中这种变化被称为可塑性面积单元问题。且不管是传统的网络核密度估计还是一些改进的网络核密度估计，其算法过程都是相当复杂。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明目的在于一种基于POI数据的城市商业中心识别方法及系统，利用道路交点代替道路路段构建密度面，在顾及道路网络对城市商业中心发展作用的同时解决网络核密度估计法中路段划分的问题。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明所述的一种基于POI数据的城市商业中心识别方法，包括如下步骤：

(1)获取指定区域的网络地图POI数据，根据城市建设用地分类标准和网络地图POI数据分类标准之间的对应关系提取出商业类POI；