[发明专利]一种基于手机信令轨迹点凸包的人群分类方法

说明书

本发明提供一种基于手机信令轨迹点凸包的人群分类方法，利用手机信令数据获取一定区域内一定时间段内手机用户的轨迹点数据集合，根据手机用户的轨迹点位置分布计算得到轨迹点的凸包，根据凸包的形状和面积对用户进行分类，将用户划分为单极大范围活动人群、单极小范围活动人群、双极大范围活动人群和双极小范围活动人群，可用于对城市和社区人口配套设施的建设提供参考依据。

技术领域

本发明涉及移动大数据应用技术领域，具体涉及一种基于手机信令轨迹点凸包的人群分类方法。

背景技术

当前，基于手机信令数据对手机用户进行分类，主要有两个方向：一是基于人口统计的人群识别，比如利用信令数据分析手机用户的驻留规律，来识别某地的常住人口、流动人口和工作人口；二是交通方式的识别，比如通过截取手机用户不同时段的信令数据计算其位移距离和所用时间，来识别手机用户是否乘坐某种交通工具。这两种人群划分的方法，可为城市管理者在宏观上进行城市规划提供一种参考。

随着社会的发展，交通越来越便利，手机用户短时间内可以活动的范围越来越大，在单位时间内可触达的空间位置也越来越广，手机用户的活动规律呈现复杂性和多样性的特点，城市管理者的服务对象也从传统的常住人口转向结构更为复杂的人群，服务管理措施也不仅是宏观的城市规划，还需要根据人群活动特点制定相应的管理和服务方案。以社区配套设施的建设为例，社区管理者目前可根据现有的人群分类方法识别社区内的居住人口，然后预估配套设施的需求规模。然而，常住人口的活动规律并非完全相同，一般地，单极活动人群对当地的配套设施使用率高于双极活动人群，小范围活动人群对配套设施的使用率高于大范围活动人群。如果能够根据人群的活动规律对人群做更细致的分类，将有助于制定更加合理的社区配套设置建设方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于手机信令轨迹点凸包的人群分类方法，该方法对手机用户的轨迹点进行挑选，并计算轨迹点的凸包，根据凸包的形状特点和覆盖面积对人群进行分类，用于对城市和社区人口配套设施的建设提供参考依据。

本发明的技术方案如下：

一种基于手机信令轨迹点凸包的人群分类方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集信令数据：根据移动运营商的信令数据，采集一定区域范围内的每个手机用户在一定时间段内的轨迹信息，包括其所经过的基站的经纬度，得到各手机用户的轨迹点集合；

(2)计算手机用户轨迹点的凸包：使用葛立恒扫描法计算每个用户的轨迹点凸包，具体方法是：

(21)定义纬度线从西向东的方向为x轴正向；

(22)选择轨迹点中纬度最小的点，如果有多个这样的点，则选择经度最小的那个，记为A1；

(23)计算各轨迹点和A1的连线与x轴正向的夹角，将这些轨迹点按夹角从小到大排序，将得到的轨迹点序列标记为A1，A2，A3,…，An；

(24)A1必然在凸包上；考虑点A1、A2、A3，如果A2到A3的连线相对于A1到A2的连线是向右转的，则A2不在凸包上，否则A2是凸包上的点；如果A2不是凸包上的点，则继续考虑A1、A3、A4这三个点，如果A2是凸包上的点，则继续考虑A2、A3、A4这三个点……，如此依序扫描各轨迹点，直到回到A1，将得到轨迹点的凸包；

(3)确定凸包形状：逐个选取凸包的顶点，计算每个顶点与凸包各条边的中点之间连线的长度，选择长度最大的连线作为凸包的长轴；过所述长轴的中点做长轴的垂线，垂线与凸包相交于两点，这两点之间的连线作为凸包的短轴，计算短轴的长度；设定一个形状阈值，如果凸包的长轴与短轴的长度之差小于设定的阈值，则该凸包的形状是单极凸包，否则为双极凸包；