一种基于GIS计算路网网格中人口密度的方法   0    0

本发明公开一种基于GIS计算路网网格中人口密度的方法。该方法是通过对路网数据进行挖掘分析，获得每个人对应的路网网格信息，然后计算每个人对应的路网网格的面积，从而可以计算各个路网网格中人的个数，最后计算出各个路网网格中的人口密度。本发明通过计算每个人对应其所在地图网格的面积大小，以此计算出每个路网网格中的人口密度，这对公交车线路的设计、公共厕所的选址、药店布局、公共自行车站的选址等提供数据支持使其相比较传统方法更加科学化，更加符合人们生活所需。

1.一种基于GIS获取路网网格中人口密度的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤(1)、获取地图数据，包括路段编号、路段起点的经纬度(QD_JD,QD_WD)、路段终点的经纬度(ZD_JD,ZD_WD)；
步骤(2)、获取人的地理信息数据，包括每个个体的经度jd和纬度wd，并进行编号；
步骤(3)、根据步骤(1)获取的各路段经纬度，以及每个个体i的经纬度，获得每个个体i在上下左右四个不同方向上最短距离的路段，从而得到该个体i对应的路网网格的四个经纬度坐标点；具体是：
3-
1.通过在步骤(1)中获取到路网每个路段起点和终点的经纬度值；
3-
2.根据路段的起点经纬度坐标和终点经纬度坐标来判断其对于人的经纬度坐标的方向，判断如下：FX右代表方向为右，FX左代表方向为左，FX下代表方向为下，FX上代表方向为上，因为路段是有方向的，所以每个方向有两种情况，即：
3-
3.根据闵可夫斯基距离的定义计算点(jd,wd)到点(QD_JD,QD_WD)和点(ZD_JD,ZD_WD)之间的距离和；
两个n维变量h(x11,x12,...,x1n)与f(x21,x22,...,x2n)间的闵可夫斯基距离定义为：
p值的选择需根据具体的场景而选择，d代表两个向量之间的距离；对此场景，p应等于
2，即求解欧式距离，然后根据公式计算点(jd,wd)到点(QD_JD,QD_WD)和点(ZD_JD,ZD_WD)之间的距离和；
3-
4.通过上述计算每个方向的最小距离和得到每个人对应每个方向的路段编号，并记录其四个方向的经纬度坐标点，即其对应路网网格的四个经纬度坐标点；
步骤(4)、对步骤(3)获得的四个经纬度坐标点按逆时针方向进行排序：
步骤(5)、将步骤(4)排序后的经纬度坐标对应至xy坐标轴上，利用多边形面积计算公式计算个体i对应的路网网格的面积；
步骤(6)、利用步骤(3)和步骤(5)获取的每个人对应路网网格的经纬度坐标和面积计算出各个路网网格中的人口密度。

2.如权利要求1所述的一种基于GIS获取路网网格中人口密度的方法，其特征在于步骤(4)具体是：
4-1根据步骤(3)获得的四个经纬度坐标点，从而获得上述四个经纬度坐标点构成的个体i对应的路网网格的重心g(j0,w0)：
4-
2.从g点平行x轴构造一个单位矢量 个体i对应路网网格的四个顶点经纬
度坐标分别记为a(j1,w1),b(j2,w2),c(j3,w3),d(j4,w4)；求出下面四个矢量与单位矢量之间的夹角关系：
对四个矢量分别进行讨论：
4-3根据上述公式计算出从 到 的逆时针旋转角 到 的逆时针旋转角
到 的逆时针旋转角 到 的逆时针旋转角 按角度从小到
大排序得到四个经纬度坐标点的逆时针排序。

3.如权利要求2所述的一种基于GIS获取路网网格中人口密度的方法，其特征在于步骤(5)具体是：
5-1通过个体i所对应路网网格的四个坐标点获取在xy坐标轴上对应四边形的四条边和两条对角线的长度，即：
其中地球半径r＝6371km，l1,l2,l3,l4是四边形四条边的长度，l5,l6是两条对角线的长度；
5-2通过将上一步中获取到的四边形的四条边和两条对角线的长度对应到xy坐标轴上，因为已知四条边和两条对角线的长度可以确定该四边形，故可以画出符合的四边形，按逆时针方向将该四边形的四个顶点坐标记为(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),(x4,y4)；
5-3路网网格面积记为area，根据路网网格面积area计算公式计算路网网格的面积，即：

4.如权利要求3所述的一种基于GIS获取路网网格中人口密度的方法，其特征在于步骤(6)具体是：
6-1利用步骤(3)和步骤(5)获取的每个个体i对应路网网格的经纬度坐标和面积构造“人编号-对应路网网格经纬度坐标-面积”数据表；
6-2设立初始空集合S＝{}，集合S中的值包含key1和value1，key1代表路网网格经纬度坐标，value1代表该路网网格对应的编号，可以通过查询S的key1获取对应的value1，设立n＝1，对“人编号-对应路网网格经纬度坐标-面积”数据表进行逐个扫描，获取人编号对应的路网网格经纬度坐标与路网网格面积，然后对集合S的key1进行扫描，如果该人对应路网网格的四个顶点经纬度坐标a(j1,w1),b(j2,w2),c(j3,w3),d(j4,w4)不在集合S的key1中，则该人编号对应的路网网格编号为n,将{a(j1,w1),b(j2,w2),c(j3,w3),d(j4,w4),n}加入集合S中，然后将n的值自增加1，即n＝n+1，否则将S的value1作为该人对应网格的编号；
6-3根据上一步的结果，构造“人编号-对应路网网格编号-面积”数据表；
6-4设立初始空集合G＝{}，集合G中的值包含key2和value2，key2代表路网网格编号，value2代表该路网网格中人的个数，可以通过查询G的key2获取对应的value2，对“人编号-对应路网网格编号-面积”数据表进行逐个扫描，获取人编号对应的路网网格编号与路网网格面积，然后对集合G的key2进行扫描，如果路网网格编号LWWGID不在G的key2中，则将{LWWGID,1}加入G中，否则将LWWGID对应的value2值增加1；
6-5根据上一步的结果，构造“路网网格编号-面积-人数”数据表；
6-6对“路网网格编号-面积-人数”数据表进行逐个扫描，通过路网网格中的人数/路网网格面积，从而获得路网网格中的人口密度。