1.一种基于GPS导航数据的交通需求估计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,采集GPS导航数据并进行预处理,以建立GPS导航数据词条汇总表从GPS导航数据库中以天为单位,采集一天内不同设备产生的GPS导航数据,对GPS导航数据词条进行预处理,保留词条中的日期、时间、设备编号、经度、维度和速度属性,将其余属性筛除,然后将预处理后的GPS导航数据词条先按照设备编号排序,对于同一设备编号的词条按照时间顺序排序,得到同一天内不同设备编号的GPS导航数据词条汇总表;
步骤2,根据GPS导航数据词条汇总表中的数据,识别设备的出发点及到达点步骤2.1,识别设备的出发点
对同一设备的所有按照时间排序的GPS导航数据词条记为词条1至词条N;依次判断词条1至词条N是否满足以出发点条件;每一次判断时,记词条i(i=1,2,...N)为B词条,B词条之前的一个词条为A词条;
记A词条的经纬度为(LonA,LatA),B词条的经纬度为(LonB,LatB);对所述的经纬度进行转换,经过转换后A词条的经度纬度、B词条的经纬度分别被记为(MLonA,MLatA)和(MLonB,MLatB);
所述出发点的条件为:
条件1:B词条中的速度值不为零,且不存在A词条;
条件2:B词条的速度不为零,存在A词条,A词条的速度值为0,A词条与B词条的时间差大于30s,且设备从A词条对应的地点到达B词条对应的地点间的平均速度 在0~0.1m/s;
所述的平均速度V均的计算公式为:C=sin(MLatA)*sin(MLatB)*cos(MLonA‑MLonB)+cos(MLatA)*cos(MLatB)式1
Distance=R*ArccosC*π/180 式2其中,T1、T2分别为词条A中的时间以及词条B中的时间;
分别将词条i(i=1,2,...N)作为B词条,判断词条是否满足上述的条件1或条件2,如B词条满足条件1或条件2,则记B词条对应的设备所在的地点为设备的出发点;
步骤2.2,识别设备的到达点
分别将设备的词条1至词条N作为B词条,但之处是记B词条之后的一个词条为A词条;识别设备到达点所需满足的条件是:
条件3:B词条中的速度值为零,且不存在A词条;
条件4:B词条中的速度值为零,存在A词条,A词条中速度值不为0,A词条与B词条的时间差大于30s,且设备从A词条对应的地点到达B词条对应的地点间的平均速度 在0~0.1m/s;
分别将词条i(i=1,2,...N)作为B词条,判断词条是否满足上述的条件3或条件4,如B词条满足条件3或条件4,则记B词条对应的设备所在的地点为设备的到达点;
步骤3,采用核函数对数据进行挖掘分析步骤3.1,将步骤2得到的所有设备出发点的词条或到达点的词条生成点要素;
步骤3.2,根据点要素的经纬度,确定带宽记SD是标准距离,Dm是中值距离,加权值为1,SearchRadius是带宽,n是点要素个数,计算输入点要素的平均中心,计算公式如下:其中,(xi,yi)是点要素i的坐标(经纬度), 为计算出的平均中心的坐标;
计算每个点要素与所述平均中心之间的距离,然后在计算出的距离中,选出距离的中值即Dm;
计算标准距离SD,公式为:
计算带宽,公式为:
步骤3.3,根据步骤3.2计算出来的带宽,通过核函数计算每个输出栅格像元的密度,然后用自然间断点分级法生成热力图;
步骤3.4,根据热力图的输出栅格像元的密度确定研究区域,以自然间断点之间的分类间隔范围划定交通需求估计区域,记为热点区域。
2.如权利要求1所述的种基于GPS导航数据的交通需求估计方法,其特征在于,所述的基于GPS导航数据的交通需求估计方法还包括:步骤4,通过聚类进行交通需求估计步骤4.1,根据步骤2得到的出发点词条/到达点词条以及通过步骤3得到的针对于出发点词条/到达点词条的热点区域,将热点区域内的GPS导航数据词条筛选出来作为交通需求估计聚类点;
步骤4.2,设定阈值n;
步骤4.3,每个交通需求估计聚类点各成一簇,记所有交通需求估计聚类点中,根据聚类点的经纬度坐标计算各个聚类点间的距离d(i,j),构建距离矩阵D=[d(i,j)];其中i,j分别表示第i个聚类点、第j个聚类点;
步骤4.4,用L(m)表示第m次聚类层次,初始设置m=0,L(m)=0,簇的序号用(m)表示,簇(r)和簇(s)的距离矩阵中的值用d[(r),(s)]表示,从当前的所有簇中,找出距离最近的两个簇(r)、(s);
步骤4.5,将簇的序列号加1,即m=m+1,将簇(r)、(s)合并,并令聚类的层次L(m)=d[(r),(s)];其中d[(r),(s)]表示簇(r)、(s)间的距离;
步骤4.6,更新距离矩阵D,删除簇(r)、(s)在距离矩阵中对应的行和列,并在距离矩阵D中加上新生成的簇对应的行和列;
步骤4.7,重复步骤4.4至步骤4.6,直至距离最近的两个簇(r)、(s)的最小距离mind[(r),(s)]>阈值n为止。
3.如权利要求1所述的种基于GPS导航数据的交通需求估计方法,其特征在于,对所述的经纬度进行转换,包括:
按照0度经线为基准,东经取经度的正值(Longitude),西经取经度负值(‑Longitude),北纬取90‑纬度值(90‑Latitude),南纬取90+纬度值(90+Latitude),经过转换后A词条的经度纬度、B词条的经纬度分别被记为(MLonA,MLatA)和(MLonB,MLatB)。