一种交通出行便捷度分析方法及装置与流程

1.本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种交通出行便捷度分析方法及装置。


背景技术：

2.全面建成小康社会，离不开交通基础设施条件的改善。尤其是农村公路的建设，既便利了人民群众日常出行，也有效带动了农民创收增收。《国家综合立体交通网规划纲要》提出，到2035年，普通国道将连接全国所有县级以上的行政区以及沿边公路口岸，服务覆盖全国所有的人口，除部分边远地区以外，基本实现全国县级行政中心15分钟上国道、30分钟上高速公路、60分钟上铁路。
3.专利文献cn112288311a提出了一种基于poi数据的居民区配套设施便捷度计量方法，构建交通网络模型，以15分钟生活圈居住区步行距离为约束，建立服务区，根据老年人群对配套设施的需求程度进行赋权，计算各居住区配套设施的便捷度，对居住区配套设施便捷度进行空间集聚分析，其结果作为社区更新时序的依据，该方法为城市社区更新时序、公共设施规划决策提供了依据。但是，该方案仅适用于评估步行距离较短的老年社区，交通基础设施是社会交通体系的核心部分，是国计民生和国家安全的重要支撑，因此，还需要更加高效、更细粒度的分析方法，为基础设施建设提供依据。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种交通出行便捷度分析方法及装置，能够为基础建设提供依据。
5.一种交通出行便捷度分析方法，包括：根据任务区和预设的格网间距，确定任务区格网；基于地理国情监测地表覆盖数据，提取任务区内的房屋建筑区，计算其面积；根据所述任务区的行政分区和所述任务区格网，对所述房屋建筑区进行划分，形成房屋划分区域；基于地理国情要素数据，提取道路信息；对所述任务区沿经度方向和纬度方向进行划分，形成多个任务分区；根据所述道路信息，计算所述任务分区内的道路的通行时间；汇总各个计算获得的通行时间，按照所述房屋划分区域或所述行政分区计算交通出行平均最小历时；根据所述交通出行平均最小历时，计算交通出行便捷度。
6.进一步地，所述道路信息包括道路、火车站、高速公路入口、道路连接点；根据所述道路信息，计算所述任务分区内的道路的通行时间，包括：根据所述道路信息，查询所述任务分区内的火车站、高速公路入口以及道路连接点；将每个任务分区向外扩张预设比例，并截取扩张后的任务分区的道路网络并存储；
计算每段道路的长度，根据道路等级和限速规定，计算每段道路的通行时间并存储。
7.进一步地，按照所述房屋划分区域或所述行政分区计算交通出行平均最小历时，包括：将所述房屋划分区域或者行政分区中的房屋建筑区的几何中心点作为起点，其周围预设范围内的火车站、高速公路入口及道路连接点作为终点，利用路网分析分别计算所述起点到达所述终点的历时，并将各个最短历时分别作为房屋建筑区到火车站、高速公路入口及道路连接点的最小历时；以房屋建筑区面积为权重，汇总不同房屋划分区域或者行政分区内各个房屋建筑区至火车站、高速公路入口及道路连接点的最小历时，根据所述最小历时，计算各房屋划分区域或行政分区至火车站、高速公路入口及道路连接点平均最小历时。
8.进一步地，房屋划分区域或者行政分区到火车站的平均最小历时通过以下公式进行计算：；其中，avttimej为第j个房屋划分区域或者行政分区到火车站的平均最小历时，ttimei为第i个房屋建筑区到火车站的最小历时，areai为第i个房屋建筑区面积；房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口的平均最小历时通过以下公式进行计算：；其中，avhtimej为第j个房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口的平均最小历时，htimei为第i个房屋建筑区到高速公路入口的最小历时，areai为第i个房屋建筑区面积；房屋划分区域或者行政分区到道路连接点的平均最小历时通过以下公式进行计算：；其中，avntimej为第j个房屋划分区域或者行政分区到道路连接点的平均最小历时，ntimei为第i个房屋建筑区到道路连接点的最小历时，areai为第i个房屋建筑区面积。
9.进一步地，根据所述交通出行平均最小历时，计算交通出行便捷度，包括：选取所述房屋划分区域或所述行政分区至火车站、高速公路入口及道路连接点的平均最小历时的最大值，对所述平均最小历时进行归一化处理，根据归一化结果计算获得房屋划分区域或者行政分区分别到火车站、高速公路入口及道路连接点的出行便捷度。
10.进一步地，房屋划分区域或者行政分区到火车站的出行便捷度通过以下公式进行计算：
tconvi=avttimei/avttimemax；其中，tconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区到火车站的出行便捷度，avttimei为第i个房屋划分区域或者行政分区到火车站的平均最小历时，avttimemax为所有房屋划分区域或者行政分区到火车站平均最小历时中的最大值；所述房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口的出行便捷度通过以下公式进行计算：hconvi=avhtimei/avhtimemax；其中，hconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口的出行便捷度，avhtimei为第i个房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口的平均最小历时，avhtimemax为所有房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口平均最小历时中的最大值；所述房屋划分区域或者行政分区到道路连接点的出行便捷度通过以下公式进行计算：nconvi=avntimei/avntimemax；其中，nconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区到道路连接点的出行便捷度，avntimei为第i个房屋划分区域或者行政分区到道路连接点的平均最小历时，avntimemax为所有房屋划分区域或者行政分区到道路连接点平均最小历时中的最大值。
11.进一步地，所述交通出行便捷度还包括综合交通出行便捷度，所述综合交通出行便捷度通过以下公式进行计算：cconvi=（tconvi hconvi nconvi）/3；其中，cconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区的综合交通出行便捷度，tconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区到火车站的出行便捷度，hconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口的出行便捷度，nconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区到道路连接点的出行便捷度。
12.进一步地，根据任务区和预设的格网间距，确定任务区格网，包括：根据预设的格网间距，将格网与任务区做相交处理，将相交部分确定为任务区格网；对每个格网进行唯一编码；根据所述任务区的行政分区和所述任务区格网，对所述房屋建筑区进行划分，形成房屋划分区域之后，还包括：根据每个格网的唯一编码和行政分区划分，对所述每个房屋划分区域进行编号并存储。
13.进一步地，所述方法还包括：根据所述每个房屋划分区域的编号、所在行政分区、交通出行最小历时、交通出行便捷度建立表格并存储。
14.一种交通出行便捷度分析装置，包括：网格确定模块，用于根据任务区和预设的格网间距，确定任务区格网；房屋建筑区提取模块，用于基于地理国情监测地表覆盖数据，提取任务区内的房屋建筑区，计算其面积；第一划分模块，用于根据所述任务区的行政分区和所述任务区格网，对所述房屋
建筑区进行划分，形成房屋划分区域；交通设施提取模块，用于基于地理国情要素数据，提取道路信息；第二划分模块，用于对所述任务区沿经度方向和纬度方向进行划分，形成多个任务分区；时间计算模块，用于根据所述道路信息，计算所述任务分区内的道路的通行时间；历时计算模块，用于汇总各个计算获得的通行时间，按照所述房屋划分区域或所述行政分区计算交通出行平均最小历时；便捷度计算模块，用于根据所述交通出行平均最小历时，计算交通出行便捷度。
15.本发明提供的交通出行便捷度分析方法及装置，至少包括如下有益效果：利用地理国情地表覆盖数据，结合细粒度的房屋建筑区划分，能够客观高效的测算出当前房屋建筑区分布情况下的居民铁路、高速公路、道路交通出行便捷性情况，在难以获取高精度、强现势性人口数据的情况下，充分利用人和房屋建筑区之间的紧密关系，测算结果更贴近现实世界居民交通出行感受，能更客观的反映居民交通出行便捷性现状，可为动态开展国土空间规划优化、基本公共服务完善等提供科学的决策依据。
附图说明
16.图1为本发明提供的交通出行便捷度分析方法一种实施例的流程图。
17.图2为本发明提供的交通出行便捷度分析方法中任务区一种应用场景下的示意图。
18.图3为本发明提供的交通出行便捷度分析方法中任务区与格网相交一种应用场景下的示意图。
19.图4为本发明提供的交通出行便捷度分析方法中任务区格网一种应用场景下的示意图。
20.图5为本发明提供的交通出行便捷度分析方法中任务区格网编码一种应用场景下的示意图。
21.图6为本发明提供的交通出行便捷度分析方法中行政分区编码一种应用场景下的示意图。
22.图7为本发明提供的交通出行便捷度分析方法中房屋建筑区一种应用场景下的示意图。
23.图8为本发明提供的交通出行便捷度分析方法中房屋划分区域一种应用场景下的示意图。
24.图9为本发明提供的交通出行便捷度分析方法中道路信息一种应用场景下的示意图。
25.图10为本发明提供的交通出行便捷度分析方法中任务分区的道路信息一种应用场景下的示意图。
26.图11为本发明提供的交通出行便捷度分析方法中任务分区扩张后的道路信息一种应用场景下的示意图。
27.图12为本发明提供的交通出行便捷度分析方法中任务分区扩张后截取的道路信息一种应用场景下的示意图。
28.图13为本发明提供的交通出行便捷度分析方法中截取的道路信息长度一种应用场景下的示意图。
29.图14为本发明提供的交通出行便捷度分析装置一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
30.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
31.参考图1，在一些实施例中，提供一种交通出行便捷度分析方法，包括：s1、根据任务区和预设的格网间距，确定任务区格网；s2、基于地理国情监测地表覆盖数据，提取任务区内的房屋建筑区，计算其面积；s3、根据所述任务区的行政分区和所述任务区格网，对所述房屋建筑区进行划分，形成房屋划分区域；s4、基于地理国情要素数据，提取道路信息；s5、对所述任务区沿经度方向和纬度方向进行划分，形成多个任务分区；s6、根据所述道路信息，计算所述任务分区内的道路的通行时间；s7、汇总各个计算获得的通行时间，按照所述房屋划分区域或所述行政分区计算交通出行平均最小历时；s8、根据所述交通出行平均最小历时，计算交通出行便捷度。
32.具体地，步骤s1中，根据任务区和预设的格网间距，确定任务区格网，参考图2，任务区如图2所示，根据任务区的范围大小，确定合适的格网间距，以任务区左上角为原点，使用相同大小格网无缝、无重叠铺满整个任务区外接矩形，如图3所示，再将生成的格网与任务区做相交处理，删除不相交的部分，获得的任务区格网如图4所示。
33.此外，还可将任务区格网中的每个格网进行唯一编码，如图5所示。
34.进一步地，步骤s2中，基于地理国情监测地表覆盖数据，提取任务区内的房屋建筑区，并计算其面积。
35.进一步地，步骤s3中，根据所述任务区的行政分区和所述任务区格网，对所述房屋建筑区进行划分，形成房屋划分区域，房屋建筑区与任务区网格、行政分区相交之后，形成房屋划分区域，如图6所述，行政分区将任务区划分为区域a和区域b，房屋建筑区如图7中的区域c，经过行政分区划分和格网划分，如图8所示，房屋建筑区被划分为六个房屋划分区域，按照格网的编码和行政分区划分，例如，左上角（g7、b）表示该部分房屋划分区域分别位于格网g7和行政分区b，作为一种优选的实施方式，建立统计表，将格网编码和分区编码分别存储于统计表中的code1和code2字段，计算其面积，并存储于统计表中的area字段。
36.进一步地，步骤s4中，基于地理国情要素数据，提取道路信息，道路网络、火车站、高速公路出入口直接根据类型编码从地理国情要素数据中提取；低等级道路至国道的连接点提取需要进一步分析获取，如图9所示，实线为国道（ab、bc、cd、ce），虚线为低等级道路（bg、cf，可为省道、乡道等），
◇
形节点为国道和其它道路的连接点，车辆可以通过该点直接前往相连接的其它等级道路，如车辆可从g点，沿低等级道路bg经b连接点驶往a或c。首先按实际通达性在国道沿线的分叉点出，将国道分割成两端（如ac在b点处分割，形成ab和bc两端国道，b为新增节点），搜索每个国道节点附近（如距离0.1米）的低等级道路端点（如b、c
点）。
37.进一步地，步骤s5中，对所述任务区沿经度方向和纬度方向进行划分，形成多个任务分区，具体地，取任务区外接矩形长宽，经度方向长度为a，纬度方向长度为b，分别沿经度方向和纬度方向分别划分c份和d份，形成c * d个矩形任务分区。
38.进一步地，步骤s6中，所述道路信息包括道路、火车站、高速公路入口、道路连接点；根据所述道路信息，计算所述任务分区内的道路的通行时间，包括：s61、根据所述道路信息，查询所述任务分区内的火车站、高速公路入口以及道路连接点；s62、将每个任务分区向外扩张预设比例，并截取扩张后的任务分区的道路网络并存储；s63、计算每段道路的长度，根据道路等级和限速规定，计算每段道路的通行时间并存储。
39.具体地，步骤s61中，参考图10，实线框为任务分区，虚线条为道路网络，逐个任务分区分别查询位于其内的火车站、高速公路出入口、连接点，提取出来，并按每个分区单独存储。
40.进一步地，步骤s62中，将每个任务分区向外扩张预设比例，例如，向外扩张1/3，如图11所示，细线框为任务分区，粗线框为扩张之后的区域，截取扩张后的任务分区的道路网络并存储，如图12所示。
41.步骤s3中，对于每个扩张后的任务分区，计算每段道路长度、提取首末端点、分析与每段道路端点相连的其它道路端点和道路编号，统一存储于综合道路网络拓扑表，和道路网络数据一起形成综合道路网络数据集。在一些应用场景中，如图13，li为各段道路长度，则综合道路网络拓扑表如表1，再根据道路等级、限速、实际通行时间等，将道路长度折算为该段道路的通行时间，如表2所示。
42.表1表2
进一步地，步骤s7中，按照所述房屋划分区域或所述行政分区计算交通出行平均最小历时，包括：将所述房屋划分区域或者行政分区中的房屋建筑区的几何中心点作为起点，其周围预设范围内的火车站、高速公路入口及道路连接点作为终点，利用路网分析分别计算所述起点到达所述终点的历时，并将各个最短历时分别作为房屋建筑区到火车站、高速公路入口及道路连接点的最小历时；以房屋建筑区面积为权重，汇总不同房屋划分区域或者行政分区内各个房屋建筑区至火车站、高速公路入口及道路连接点的最小历时，根据所述最小历时，计算各房屋划分区域或行政分区至火车站、高速公路入口及道路连接点平均最小历时。
43.具体地，采用表格将房屋划分区域和所述行政分区计算交通出行最小历时进行存储，例如，将房屋划分区域/行政分区到火车站的最小历时存储于ttime字段，将房屋划分区域/行政分区到高速公路入口的最小历时存储于htime字段，将房屋划分区域/行政分区到道路连接点的最小历时存储于ntime字段，在一些应用场景中，如表3所示，其中area字段为对应区域的面积：表3具体地，房屋划分区域或者行政分区到火车站的平均最小历时通过以下公式进行计算：；（1）其中，avttimej为第j个房屋划分区域或者行政分区到火车站的平均最小历时，
ttimei为第i个房屋建筑区到火车站的最小历时，areai为第i个房屋建筑区面积；房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口的平均最小历时通过以下公式进行计算：；（2）其中，avhtimej为第j个房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口的平均最小历时，htimei为第i个房屋建筑区到高速公路入口的最小历时，areai为第i个房屋建筑区面积；房屋划分区域或者行政分区到道路连接点的平均最小历时通过以下公式进行计算：；（3）其中，avntimej为第j个房屋划分区域或者行政分区到道路连接点的平均最小历时，ntimei为第i个房屋建筑区到道路连接点的最小历时，areai为第i个房屋建筑区面积。
44.具体地，如表3中，g9网格，一共有两条记录，则其到火车站的平均最小历时为（area1*ttime1 area2*ttime2）/（area1 area2）=（1*2 1*2）/（1 1）=2。采用同样方式，行政分区的各交通出行的平均最小历时计算结果如表4，房屋划分区域的各交通出行的平均最小历时计算结果如表5。
45.表4表5进一步地，步骤s8中，根据所述交通出行平均最小历时，计算交通出行便捷度，包括：选取所述房屋划分区域或所述行政分区至火车站、高速公路入口及道路连接点的
平均最小历时的最大值，对所述平均最小历时进行归一化处理，根据归一化结果计算获得房屋划分区域或者行政分区分别到火车站、高速公路入口及道路连接点的出行便捷度。
46.房屋划分区域或者行政分区到火车站的出行便捷度通过以下公式进行计算：tconvi=avttimei/avttimemax；（4）其中，tconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区到火车站的出行便捷度，avttimei为第i个房屋划分区域或者行政分区到火车站的平均最小历时，avttimemax为所有房屋划分区域或者行政分区到火车站平均最小历时中的最大值；所述房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口的出行便捷度通过以下公式进行计算：hconvi=avhtimei/avhtimemax；（5）其中，hconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口的出行便捷度，avhtimei为第i个房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口的平均最小历时，avhtimemax为所有房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口平均最小历时中的最大值；所述房屋划分区域或者行政分区到道路连接点的出行便捷度通过以下公式进行计算：nconvi=avntimei/avntimemax；（6）其中，nconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区到道路连接点的出行便捷度，avntimei为第i个房屋划分区域或者行政分区到道路连接点的平均最小历时，avntimemax为所有房屋划分区域或者行政分区到道路连接点平均最小历时中的最大值。
47.对应于表4的交通出行便捷度计算结果如表6所示，对应于表5的交通出行便捷度计算结果如表7所示：表6表7作为一种可选的实施方式，所述交通出行便捷度还包括综合交通出行便捷度，所述综合交通出行便捷度通过以下公式进行计算：cconvi=（tconvi hconvi nconvi）/3；（7）其中，cconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区的综合交通出行便捷度，tconvi
为第i个房屋划分区域或者行政分区到火车站的出行便捷度，hconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区到高速公路入口的出行便捷度，nconvi为第i个房屋划分区域或者行政分区到道路连接点的出行便捷度。
48.上述实施例提供的方法，利用地理国情地表覆盖数据，结合细粒度的房屋建筑区划分，能够客观高效的测算出当前房屋建筑区分布情况下的居民铁路、高速公路、道路交通出行便捷性情况，在难以获取高精度、强现势性人口数据的情况下，充分利用人和房屋建筑区之间的紧密关系，测算结果更贴近现实世界居民交通出行感受，能更客观的反映居民交通出行便捷性现状，可为动态开展国土空间规划优化、基本公共服务完善等提供科学的决策依据。
49.参考图14，在一些实施例中，提供一种交通出行便捷度分析装置，包括：网格确定模块201，用于根据任务区和预设的格网间距，确定任务区格网；房屋建筑区提取模块202，用于基于地理国情监测地表覆盖数据，提取任务区内的房屋建筑区，计算其面积；第一划分模块203，用于根据所述任务区的行政分区和所述任务区格网，对所述房屋建筑区进行划分，形成房屋划分区域；交通设施提取模块204，用于基于地理国情要素数据，提取道路信息；第二划分模块205，用于对所述任务区沿经度方向和纬度方向进行划分，形成多个任务分区；时间计算模块206，用于根据所述道路信息，计算所述任务分区内的道路的通行时间；历时计算模块207，用于汇总各个计算获得的通行时间，按照所述房屋划分区域或所述行政分区计算交通出行平均最小历时；便捷度计算模块208，用于根据所述交通出行平均最小历时，计算交通出行便捷度。
50.具体地，时间计算模块206还用于：根据所述道路信息，查询所述任务分区内的火车站、高速公路入口以及道路连接点；将每个任务分区向外扩张预设比例，并截取扩张后的任务分区的道路网络并存储；计算每段道路的长度，根据道路等级和限速规定，计算每段道路的通行时间并存储。
51.进一步地，历时计算模块207还用于：将所述房屋划分区域或者行政分区中的房屋建筑区的几何中心点作为起点，其周围预设范围内的火车站、高速公路入口及道路连接点作为终点，利用路网分析分别计算所述起点到达所述终点的历时，并将各个最短历时分别作为房屋建筑区到火车站、高速公路入口及道路连接点的最小历时；以房屋建筑区面积为权重，汇总不同房屋划分区域或者行政分区内各个房屋建筑区至火车站、高速公路入口及道路连接点的最小历时，根据所述最小历时，计算各房屋划分区域或行政分区至火车站、高速公路入口及道路连接点平均最小历时。
52.平均最小历时的计算公式如公式（1）-（3）所示。
53.进一步地，便捷度计算模块208还用于：选取所述房屋划分区域或所述行政分区至火车站、高速公路入口及道路连接点的平均最小历时的最大值，对所述平均最小历时进行归一化处理，根据归一化结果计算获得房屋划分区域或者行政分区分别到火车站、高速公路入口及道路连接点的出行便捷度。
54.具体计算公式如公式（4）-（6）所示。
55.此外，交通出行便捷度还包括综合交通出行便捷度，所述综合交通出行便捷度通过公式（7）进行计算。
56.进一步地，网格确定模块201还用于：根据预设的格网间距，将格网与任务区做相交处理，将相交部分确定为任务区格网；对每个格网进行唯一编码。
57.进一步地，第一划分模块还用于：根据每个格网的唯一编码和行政分区划分，对所述每个房屋划分区域进行编号并存储。
58.进一步地，所述装置还包括存储模块209，用于根据所述每个房屋划分区域的编号、所在行政分区、交通出行最小历时、交通出行便捷度建立表格并存储。
59.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。