欢迎访问快速建站网站我们提供建站工具系统

ArcGIS模型构建器—时空路径的制作与分析

作者:jcmp      发布时间:2021-05-08      浏览量:0
一、参考论文:Exploratory d

一、参考论文:

Exploratory data analysis of activity diary data: a space–time GIS approach(Journal of Transport Geography)。

二、使用数据:

数据是我做毕设的时候,收集的一些校园内出行者的出行轨迹。同时为了探究无人出租车是否会对校园内出行者的出行轨迹是否产生影响,进行了SP调查,设想无人出租车的站点位置分别放置在了图书馆,体育馆以及学校的北门附近。

三、时空路径概念:

时空路径是时间地理学里面的一个概念(本人非地理相关专业,要是这一段说错了还情GISdailao手下留情!!)。除了考虑空间位置变动,还将活动的时间次序考虑在内,如下图所示(左图截自文章的开头论文中)。因为之前在上GIS选修课的时候,我看老师展示过这种图片,正好我的数据中包含了时间的维度,所以我就想着也用ArcGIS可视化然后进行出行的时空特性分析。

四、模型构建器介绍:

模型构建器(modelbuilder)可以让你自由组合ArcGIS工具箱的工具,省去重复的步骤,类似于让你自己做一个新的工具。同时里面包含很多迭代器,可以起到类似for循环的作用,进行批量处理。由于ArcGIS中没有现成的做时空路径的一个工具,因此本文也是基于模型构建器进行工具的一个拓展。

具体教程可以在B站上面找视频学习,此处推荐一个视频!!up主讲的太好了!!!我的人生第一个币就是送给了这个up主(常年下次一定选手) ArcGIS中模型构建器的使用视频教程:1.初识篇_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibili。

五、时空路径生成:

首先是第一个工具,也就是根据出行轨迹进行可视化。效果图如下图所示:

图中的起始时间坐标设定在了早上六点,然后分别为周末和非周末出行者的出行轨迹,时间分布上还是有些区别的(具体分析此处略去1024个字.....)。

上图为RP调查下的出行轨迹(也就是实际调查)。接下来是假设将无人出租车站点放置在学校不同位置处的一个可视化和比较。

不同颜色代表无人出租车站点放置在不同位置。在周末放置在体育馆附近还是会对时间分布上产生一些变化的,其他的貌似没什么变化,也可能数据收集的太少了,看不出什么规律(没办法,问卷数据好难整,留下了不争气的泪水.......),然后省去1024个字的分析。

六、动态活动密度分布工具

第一个工具总的来说是从时间分布上进行了分析,第二个工具将对不同时间的空间分布进行分析。有点绕人....直接放图⑧。

图中为不同的时间截面与出行轨迹的相交,并得到不同时间截面处活动点的位置(图中红色的点.....可能看不大清)。这样就可以知道任何时间截面,不同出行者的位置了,为了更加直观表示出位置分布,进行了一个简单的核密度分析。如下图所示:

这样就可以看的很清楚了,周末与非周末活动点分布位置还是存在区别的。之后省略分析1024个字。

七、时空路径聚类工具

第三个工具将对不同的出行轨迹进行一个时空聚类,找到相似的出行轨迹类别。但是,3D的时空路径中,信息量很大,很难直接对比。因此本文仍然采用文章开头论文中的方法,如图3-6所示,首先将3D转化为2D,如右图纵坐标为离宿舍的绝对距离,横坐标为时间轴。

之后计算 重合面积与融合面积 的比值,也就是他们在时空分布上面的相似度,就是下面的公式所示,D就是相似度,a.b.c分别如右图所示。

之后计算两两之间的相似度,得到相似度矩阵,如下图所示:

得到相似度矩阵之后,进行聚类,此处的聚类采用层次聚类法(因为只有距离【相似度】,没有具体坐标点,无法采用其他聚类方式)。

最后聚类结果如下图所示(忽略分类的名字):

此处省略1024个字的分析

【关于时空路径相似度的聚类方法,上述方法仅仅是根据时间-空间距离进行的一个聚类,之前还看到过一种方法是根据生物学中序列对比的方式衍生出的一种多维序列对比,可以从更多的维度进行比较,但是时间原因没来得及弄,具体参考论文有时间找到贴上】

同时此处的调查包括SP数据调查和RP数据调查,在进行一些回归分析的时候【如MNL回归】需要考虑数据的尺度差异性【Scale-heterogeneity】,但是好像直接采用STATA,SPSS等软件在考虑尺度异质性方面不大好操作。但是Python中有个包叫【biogeme】专门用于处理极值分布的离散选择模型( Biogeme ) ,网页上说明很全,之后有时间再介绍一下~