具體實(shí)施方式】
[0038] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：
[0039] 本實(shí)例是一種基于POI數(shù)據(jù)的城市商業(yè)中心與零售業(yè)態(tài)集聚區(qū)識(shí)別方法，流程圖 見圖1，主要包括以下步驟：
[0040] 第一步、根據(jù)研究區(qū)域面積域精度要求，將空間區(qū)域劃分為規(guī)則網(wǎng)格，如 1000 mX 1000m〇
[0041] 第二步、根據(jù)核密度估計(jì)法，計(jì)算合適帶寬，將零售網(wǎng)點(diǎn)分布數(shù)據(jù)換算成格網(wǎng)密度 值，把商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度數(shù)據(jù)連到格網(wǎng)中心點(diǎn)上。
[0042] 核密度估計(jì)法（Kernel Density Estimation)借助一個(gè)移動(dòng)的單元格對(duì)點(diǎn)或線格 局的密度進(jìn)行估計(jì)。給定樣本點(diǎn)X1, x2,……，Xn，利用核心估計(jì)模擬出屬性變量數(shù)據(jù)的詳 細(xì)分布。計(jì)算二維數(shù)據(jù)時(shí)，d值取2, 一個(gè)常用的核密度估計(jì)函數(shù)公式如下：
[0043]
[0044] 式中K()稱為核函數(shù)，（X-Xi)Myii)2是點(diǎn)（X ;，y;)和（X，y)之間的距離，h是帶 寬，η是研究范圍內(nèi)的點(diǎn)數(shù)，d是數(shù)據(jù)的維數(shù)。
[0045] 在核密度估計(jì)中，帶寬是定義平滑量大小的自由參數(shù)，帶寬過大或過小均會(huì)影響 f (X)的結(jié)果。采用Silverman的"經(jīng)驗(yàn)法則"，在f (X)呈正態(tài)的假定下，根據(jù)Ker, A. P.和 B. K. Goodwin的工作，寬帶優(yōu)化計(jì)算的公式可簡(jiǎn)化為：
[0046]
[0047] 式中〇是樣本方差。
[0048] 第三步、假設(shè)零售網(wǎng)點(diǎn)在規(guī)則網(wǎng)格內(nèi)均勻分布，將格網(wǎng)中心點(diǎn)上的核密度值（該 密度值f n(x)由第二步計(jì)算獲得）內(nèi)插成格網(wǎng)數(shù)據(jù)。
[0049] 第四步、疊加行政區(qū)劃圖，提取各行政區(qū)內(nèi)格網(wǎng)核密度值（該值fn(x)由第二步計(jì) 算獲得）中心強(qiáng)度隨距離衰減的閉合區(qū)域，識(shí)別各行政轄區(qū)零售商店分布高度集中的空間 場(chǎng)所，將其定義為"零售商業(yè)中心"，如圖2所示。
[0050] 第五步、構(gòu)建商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度指標(biāo)，以街道為單元，計(jì)算街道商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度值；
[0051] 商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度指標(biāo)公式如下：
[0052]
[0053] 式中δ j是第j個(gè)街道單元的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度指標(biāo)，m肩j街道的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量，p 是j街道的面積。
[0054] 第六步、通過Global Moran's I指數(shù)確定商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度值（該值δ ^由第五步計(jì) 算獲得）的空間自相關(guān)性。
[0055] 第七步、依據(jù)所有商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)都至少具有一個(gè)相鄰的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，且不與其它所 有商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)相鄰的原則計(jì)算空間矩陣閾值；采用ARCGIS軟件的"Calculate Distance Band from Neighbor Count" 工具計(jì)算。
[0056] 第八步、通過熱點(diǎn)分析探索商業(yè)活動(dòng)空間分布的熱點(diǎn)集聚區(qū)特征。
[0057] G*統(tǒng)計(jì)量用來度量每一個(gè)商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)觀測(cè)值與周圍鄰居網(wǎng)點(diǎn)之間是否存在局部空 間關(guān)聯(lián)作用；該統(tǒng)計(jì)量通過計(jì)算某個(gè)商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)及其給定距離范圍內(nèi)相鄰商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的局部總 和與所有商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的總和進(jìn)行比較，用于分析屬性值在局部空間水平上的集聚程度，其公 式表示為：
[0058]
[0059] 式中Xj是第j個(gè)空間單元的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)屬性值，m是研究區(qū)域內(nèi)的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)數(shù)，Wij 代表空間權(quán)重矩陣，若第i和第j個(gè)空間單元之間的距離位于給定的臨界距離d之內(nèi)，認(rèn)為 它們是鄰居，空間權(quán)重矩陣值為1 ;否則，空間權(quán)重矩陣值為〇 ;局域Getis-Ord G*統(tǒng)計(jì)量的 統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)可以根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化形式（Z值）表示，公式如下：
[0060]
[0061] 如果G*(Z值）為正，且非常顯著，則表明空間單元i周圍的值相對(duì)較大（高于均 值），高值空間集聚；相反，表明空間單元i為低值空間集聚。
[0062] 第九步、結(jié)合以上分析結(jié)果進(jìn)一步探索零售業(yè)活動(dòng)空間的集聚特征。
[0063] 基于POI數(shù)據(jù)的零售業(yè)集聚空間分析結(jié)果能夠反映實(shí)體零售企業(yè)行為與廣州商 業(yè)經(jīng)濟(jì)分布的相關(guān)性，通過分析商業(yè)活動(dòng)的熱點(diǎn)地區(qū)以及不同零售業(yè)態(tài)集聚區(qū)的空間分布 特征，有助于進(jìn)一步明確商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)布局目標(biāo)，提高政府部門商業(yè)規(guī)劃和零售商選址前期研 究的科學(xué)性。
[0064] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明可能的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳盡，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于POI數(shù)據(jù)的城市商業(yè)中心與零售業(yè)態(tài)集聚區(qū)識(shí)別方法，其特征在于，包括 如下步驟： 第一步、根據(jù)研究區(qū)域面積域精度要求，將區(qū)域劃分為規(guī)則網(wǎng)格； 第二步、根據(jù)核密度估計(jì)法，計(jì)算合適帶寬，將零售網(wǎng)點(diǎn)分布數(shù)據(jù)換算成格網(wǎng)密度值， 把商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度數(shù)據(jù)連到格網(wǎng)中心點(diǎn)上； 其中核密度估計(jì)法是借助一個(gè)移動(dòng)的單元格對(duì)點(diǎn)或線格局的密度進(jìn)行估計(jì)；給定樣本 點(diǎn)Xl，X2,……，Xn，利用核心估計(jì)模擬出屬性變量數(shù)據(jù)的詳細(xì)分布；核密度估計(jì)函數(shù)公式如 下：式中K()稱為核函數(shù)，（X-Xi)My-Yi)2是點(diǎn)（X i, y;)和（X，y)之間的距離，h是帶寬， n是研究區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)數(shù)； 第三步、假設(shè)零售網(wǎng)點(diǎn)在規(guī)則網(wǎng)格內(nèi)均勻分布，將格網(wǎng)中心點(diǎn)上的核密度值fn (X)內(nèi)插 成格網(wǎng)數(shù)據(jù)； 第四步、疊加行政區(qū)劃圖，提取各行政區(qū)內(nèi)格網(wǎng)核密度值fn(x)中心強(qiáng)度隨距離衰減 的閉合區(qū)域，識(shí)別各行政轄區(qū)零售商店分布高度集中的空間場(chǎng)所，將其定義為"零售商業(yè)中 心"； 第五步、構(gòu)建商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度指標(biāo)，以街道為單元，計(jì)算街道商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度值； 商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度指標(biāo)公式如下：式中S ,是第j個(gè)街道單元的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度指標(biāo)，m ,是j街道的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量，p是j 街道的面積； 第六步、通過Global Moran' s I指數(shù)確定商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度值S j的空間自相關(guān)性； 第七步、依據(jù)所有商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)都至少具有一個(gè)相鄰的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，且不與其它所有商 業(yè)網(wǎng)點(diǎn)相鄰的原則計(jì)算空間矩陣閾值； 第八步、通過熱點(diǎn)分析探索商業(yè)活動(dòng)空間分布的熱點(diǎn)集聚區(qū)特征； 第九步、結(jié)合以上分析結(jié)果進(jìn)一步探索零售業(yè)活動(dòng)空間的集聚特征。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于POI數(shù)據(jù)的城市商業(yè)中心與零售業(yè)態(tài)集聚區(qū)識(shí)別方法， 其特征在于，上述第二步中，在核密度估計(jì)中，帶寬是定義平滑量大小的自由參數(shù)，帶寬過 大或過小均會(huì)影響核密度估計(jì)函數(shù)f n (X)的結(jié)果；采用Silverman的"經(jīng)驗(yàn)法則"，在fn (X) 呈正態(tài)的假定下，根據(jù)Ker, A. P.和B. K. Goodwin的工作，寬帶優(yōu)化計(jì)算的公式簡(jiǎn)化為：式中〇是樣本方差，n是研究范圍內(nèi)的點(diǎn)數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于POI數(shù)據(jù)的城市商業(yè)中心與零售業(yè)態(tài)集聚區(qū)識(shí)別方法， 其特征在于，上述第八步中通過熱點(diǎn)分析探索商業(yè)活動(dòng)空間分布的熱點(diǎn)集聚區(qū)特征，具體 是：其中G*統(tǒng)計(jì)量用于度量每一個(gè)商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)觀測(cè)值與周圍鄰居網(wǎng)點(diǎn)之間是否存在局部空 間關(guān)聯(lián)作用；該統(tǒng)計(jì)量通過計(jì)算某個(gè)商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)及其給定距離范圍內(nèi)相鄰商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的局部總 和與所有商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的總和進(jìn)行比較，用于分析屬性值在局部空間水平上的集聚程度，其公 式表示為：式中X,是第j個(gè)空間單元的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)屬性值，m是研究區(qū)域內(nèi)的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)數(shù)，W U代表 空間權(quán)重矩陣，若第i和第j個(gè)空間單元之間的距離位于給定的臨界距離d之內(nèi)，認(rèn)為它們 是鄰居，空間權(quán)重矩陣值為1 ;否則，空間權(quán)重矩陣值為O ; 局域Getis-Ord G*統(tǒng)計(jì)量的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化形式表示，公式如下：如果G*為正，且非常顯著，則表明空間單元i周圍的值相對(duì)較大，即高于均值，高值空 間集聚；相反，表明空間單元i為低值空間集聚。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于POI數(shù)據(jù)的城市商業(yè)中心與零售業(yè)態(tài)集聚區(qū)識(shí)別方法，以興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，通過核密度法識(shí)別城市商業(yè)中心的空間范圍及分布情況，結(jié)合局域空間關(guān)聯(lián)指數(shù)探測(cè)零售活動(dòng)的熱點(diǎn)地區(qū)，以中心城區(qū)為研究區(qū)域，進(jìn)一步探索零售業(yè)態(tài)集聚區(qū)的分布差異。具有數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠提高商業(yè)中心的熱點(diǎn)識(shí)別以及零售業(yè)態(tài)集聚區(qū)特征分析的客觀性和準(zhǔn)確性，為城市尺度下的商業(yè)空間布局分析提供了一種新的數(shù)據(jù)源。有助于進(jìn)一步明確商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)布局目標(biāo)，提高政府部門商業(yè)規(guī)劃和零售商選址前期研究的科學(xué)性。
【IPC分類】G06K9/62, G06F17/30
【公開號(hào)】CN105138668
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510564021
【發(fā)明人】梁育填, 柳林, 陳蔚珊, 李璐, 劉魯論
【申請(qǐng)人】中山大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月6日