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专利号: 2021104790678
申请人: 河南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于邻域与栅格的城市化要素流动分配方法,其特征在于,所述方法包括:S1、获取设定时间段内初始时刻各城市城市化要素流动数据,并对要素进行标准化及降维处理;

S2、根据最短距离、最小通行时间、最少成本确定要素的流动路径;

S3、根据城市间要素值的差值确定要素流动分配量及要素流动方向;

S4、在制约条件影响下,计算出设定时间段内各城市要素按照确定的流动路径的流动结果。

2.根据权利要求1所述的基于邻域与栅格的城市化要素流动分配方法,其特征在于,所述S1包括:

S11、根据区域内各城市在指定时间的城市化要素流动数据,获取要素流动数据在初始时刻的栅格数据;

S12、对栅格数据xki进行标准化:其中,xki表示第k个城市的第i个要素的值,k=1,2,3,…,m,i=1,2,3,…,n,m表示研究区域内城市的数量;n表示要素的数量;

S13、计算相关系数:

其中,rij表示的第i个要素与第j个要素之间的相关系数,表示第i个要素平均值,表示第j个要素平均值,j=1,2,3,…,n,j≠i;

得到相关系数矩阵R:

S14、计算特征值和特征向量:|λiE‑R|=0

λi表示第i个要素的特征值,ei为λi的特征向量,eij表示向量ei的第j个分量;E表示单位矩阵;

S15、选择特征值λi中大于1的λi,共p个,p≤n,用λb表示,b=1,2,3,...,p;

S16、计算原来的n个要素在p个要素上的载荷lbi:S16、对每个城市用p个要素zk1,zk2,zk3,…,zkp代表原来的n个要素,式中,zkv与zkb相互无关,k=1,2,3,..m,v≠b,v,b=1,2,3,...,p。

得到主成分矩阵Z:

3.根据权利要求1所述的基于邻域与栅格的城市化要素流动分配方法,其特征在于,所述S2包括:

获取研究城市Pg与其他城市Ps所处栅格单元的中心点的最小距离ds:Pg表示m个城市中第g个城市作为研究城市,Ps表示除了Pg的其他城市,g,s=1,2,

3,...,m,g≠s;

获取研究城市Pg与与其他城市Ps的最少通行时间ts:vs表示从研究城市Pg到其他城市Ps的速度,由选择的交通方式决定;

获取研究城市Pg与其他城市Ps之间的最少通行成本cs:cs=(cost 1+…+cost y)/y×dscost y表示研究区域内的城市与相邻城市之间所经过的栅格所需成本;y表示研究城市与相邻城市之间所经过的栅格的数量;

L=αds+βts+γcsα、β、γ分别是赋予距离ds、时间ts、成本cs的权重;

L表示综合考虑距离、时间、成本确定的路径。

4.根据权利要求1所述的基于邻域与栅格的城市化要素流动分配方法,其特征在于,所述S3包括:

确定要素流动分配量:

Δhs=zgb‑zsb

式中,Δhs表示研究城市Pg与其他城市Ps的要素差值,zgb为研究城市Pg的要素值,zsb为其他城市Ps的要素值,当Δhs>0时,要素发生流动,否则不流动;

对研究城市Pg与其他城市Ps的要素差值求和sum:获取权重ws:

利用权重ws求flows:flows=wszgb

确定要素流动分配量的流动方向:flow′s=pflows+qflows,式中,flows表示城市Pg向其他城市Ps流动的流量,flows,表示其他城市Ps向城市Pg流动的流量;p代表正向流动的权重,q代表反向流动的权重,p∈[0,1],q∈[‑1,0]。

5.根据权利要求4所述的基于邻域与栅格的城市化要素流动分配方法,其特征在于,当正向流动的流量大于反向流动的流量时可增大p值以增大正向流动的权重,反之,增大|q|以增大反向流动的权重。

6.根据权利要求1所述的基于邻域与栅格的城市化要素流动分配方法,其特征在于,S4中的制约条件为:

式中,flows″表示flow′s经制约条件影响后的流量式中,ρa为矩阵表示制约条件,a=1,2,3,…n。