城市手机用户移动轨迹时空熵特征分析.pdf

《城市手机用户移动轨迹时空熵特征分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第４２卷第１期武汉大学学报·信息科学版Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．１２０１７年１月ＧｅｏｍａｔｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪａｎ．２０１７ＤＯＩ：１０．１３２０３／ｊ．ｗｈｕｇｉｓ２０１６０２０３文章编号：１６７１－８８６０（２０１７）０１－００６３－０７城市手机用户移动轨迹时空熵特征分析康朝贵１２２刘瑜邬伦１武汉大学遥感信息工程学院，湖北武汉，４３００７９２北京大学地球与空间科学学院，北京，１００８７１摘要：利用手机话单数据分析城市个体居民移动活动的

2、时间熵和空间熵特征，一方面探讨了从原始话单记录中进行出行识别的必要性，另一方面提出了一种考虑空间邻近性的轨迹近似熵特征分析方法。其中，出行识别可以克服手机定位数据采样频率较低的缺陷；近似熵分析方法具有强空间鲁棒性，可以减少因手机定位数据空间精度较低带来的影响。实证结果表明，城市居民出行活动既具有强烈的目的地选择倾向，同时也具有强烈的移动路径选择偏好。关键词：手机话单；个体轨迹；活动提取；出行模式；时空熵中图法分类号：Ｐ２０８文献标志码：Ａ根据大数据研究个体或群体行为活动中蕴含优势。但是，手机数据

3、采集过程一般缺少严格的的空间认知规律及空间行为和交互模式，建立以控制，重构得到的人类移动轨迹往往具有较大的［１０］人为本的地理信息服务，进而支持个体或群体时时空不确定性，只能作为个体居民移动活动规空行为决策，已经成为地理信息科学研究的前沿律的近似反映。尽管如此，现有研究大多追求用［１］问题。此类研究也将为联系“计量”和“行为”两户样本覆盖的最大化，而缺少对手机轨迹时空不个地理学思想流派以及重新审视人地关系提供一完整性导致的移动行为规律认知偏差的探讨。文个全新的视角，从而推动理论地理学的进一步发献

4、［１０］指出了从手机轨迹中进行活动提取的意义展。研究成果表明，居民移动模式分析能够为城及必要性。但是，如何针对手机移动轨迹时空特［２］［３］市规划和管理、交通监控与预测、信息与疾病征的内在缺陷，提供系统性、更加可靠的人类移动［４］［５］传播、旅游监测与分析等众多领域的研究提活动规律分析方法和框架仍有待进一步探索研供工作基础与方法指导。究。在刻画人类空间运动模式方面，停留时间、出本文利用手机话单数据分析城市个体居民移［６］行距离和轨迹熵是３个关键的统计特征。其动活动的时空间熵特征。首先，探讨了从原

5、始话中，停留时间分布对人类个体的空间扩散速度有单记录中进行出行识别的必要性；然后，提出了一［７］决定性影响；出行距离分布直接反映城市的经种考虑空间邻近性的轨迹熵特征分析方法。其［８］济性和效率，并显著影响信息、疾病等的传播；中，出行识别可以克服手机定位数据采样频率较轨迹熵则集中反映了个体居民移动活动的主观意低的缺陷；近似熵分析方法则具有强空间鲁棒性，愿和惯性模式，既能揭示个体居民对于城市空间可以减少手机定位数据空间精度较低带来的影利用的不均衡性，也能突出居民移动活动内在的响。通过在哈尔滨市开展实

6、证分析发现，城市居［９］重复性、规律性和可预测性。民出行活动既具有强烈的目的地选择倾向，同时近年来，文献［８］开创性地使用手机通话数据也具有强烈的移动路径选择偏好。来分析海量个体的移动活动规律，极大地促进了对人类空间运动模式认知的深度和广度。相对传１研究区与数据统行为学研究常采用的调查方法而言，手机数据具有覆盖人群广、可持续时间长且代价成本低等本文分析的手机话单记录包含哈尔滨市某主收稿日期：２０１６－０５－０２项目资助：国家自然科学基金（４１６０１４８４）；测绘遥感信息工程国家重点实验室开放研究

7、基金（１５Ｓ０１）。第一作者：康朝贵，博士，助理教授，主要从事城市信息学和轨迹计算的理论与方法研究。ｃｇｋａｎｇ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ６４武汉大学学报·信息科学版２０１７年１月要移动运营商全部用户历时一个月（自７月１日表１手机用户通话次数统计至７月３１日，共３１ｄ）的通话记录，用户总数为Ｔａｂ．１ＮｕｍｂｅｒｏｆＣａｌｌｓｂｙＥａｃｈＭｏｂｉｌｅＵｓｅｒ月通话次数用户数比例／％２６２万，累计通话次数超过１．５亿次，通话时长超（０，３１）１５２７５５５５８．３２过２．６亿ｍｉｎ，空间位置唯一的有效

8、基站５５７个。（３１，９３）６０１０８５２２．９５该数据集由被动手机定位方式产生，只记录有用（９３，３１０）４０９７３９１５．６４户拨打或接听电话时的接入基站空间位置，不包（３１０，８１８９）８０９１９３．０９含用户收发短信以及网络接入等活动信息。由于用户具体空间位置的确定基于基站定位原理，手２活动点与出行提取机定位的精度取决于基站的空间分布模式。一般情况下，研究区内相邻基站间的距离为３００～５００以单个手机用户为对象，根据其不同时刻接入ｍ（见图１中城区部分）。手机服务基站的记录，可以将这些位置