CN114666738A - 基于手机信令的国土空间规划方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及大数据分析技术领域，提供一种基于手机信令的国土空间规划方法和***。方法包括：基于手机用户与基站之间的通信信令获取脱敏后的手机信令数据；基于所述脱敏后的手机信令数据提取手机用户的出行链和位置模型；针对所述待规划的国土空间，根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果；根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果。本发明能够更为高效的得到国土空间规划结果。

Description

基于手机信令的国土空间规划方法和***

技术领域

本发明涉及大数据分析技术领域，尤其涉及一种基于手机信令的国土空间规划方法和***。

背景技术

手机数据一般可以分为两种类型：一种是手机通话数据(Mobile CDR Data)，即通过手机用户之间的通话频率和时长来反映城市之间的信息联系强度；另一种则是手机信令数据(Mobile Signal Data)，即通过手机用户在基站之间的信息交换来确定用户的空间位置，能相对准确的记录人流的时空轨迹。相比而言后者对于规划研究的意义更大。手机用户只要发生开关机、通话、短信、位置更新和切换基站行为都会记录下信令数据。手机信令数据具有以下特点：一是大样本、覆盖范围广、用户持有率高，能更好反映人流行为的时空规律；二是匿名数据，安全性好，没有任何个人属性信息，不涉及个人隐私；三是非自愿数据，用户被动提供信息无法干预调查结果；四是具有动态实时性和连续性，能准确反映在连续时间区段内，不同时间点手机用户所在的空间位置，为定量描述区域内人群流动轨迹提供了可能。

现有的基于手机信令的国土空间规划方法存在着数据来源单一、规划效率低、需要多次调整规划方案的缺点，因此，如何提供一种更为高效可靠的国土空间规划方法成为了业内亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种基于手机信令的国土空间规划方法和***，用以解决现有技术中数据来源单一、规划效率低、需要多次调整规划方案的缺陷，实现更为高效可靠的国土空间规划。

本发明提供一种基于手机信令的国土空间规划方法，包括：

基于手机用户与基站之间的通信信令获取脱敏后的手机信令数据；所述手机信令数据包括手机用户通信位置和手机用户通信时刻；

基于所述脱敏后的手机信令数据提取手机用户的出行链和位置模型；所述出行链是指手机用户的单次出行轨迹；所述位置模型是指待规划的国土空间内，手机用户在预设时刻或预设时段内的位置分布；

针对所述待规划的国土空间，根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果；

根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果；所述规划敏感区数据包括农田区、生态敏感区、管制区、城市扩展区以及预设的缓冲条件。

根据本发明提供的一种基于手机信令的国土空间规划方法，所述脱敏后的手机信令数据包括一一对应的信令轨迹和手机用户结构特征；所述信令轨迹是手机用户与基站之间的通信信令集合，所述通信信令包括手机用户通信位置和手机用户通信时刻；所述手机用户结构特征是所述信令轨迹所属手机用户的结构信息，包括手机用户年龄和手机用户归属地；

所述根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果的步骤包括：

根据所述手机用户年龄、所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到年龄敏感空间规划结果；

根据所述手机用户归属地、所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到归属地敏感空间规划结果；

根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到非敏感空间规划结果；所述非敏感空间是指待规划的国土空间中，年龄敏感空间和归属地敏感空间以外的空间；

根据年龄敏感空间规划结果、归属地敏感空间规划结果以及非敏感空间规划结果，确定所述第一规划结果。

根据本发明提供的一种基于手机信令的国土空间规划方法，所述根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果的步骤包括：

根据基本农田保护指标、生态敏感区位置、管制区位置以及城市扩展区位置修正所述第一规划结果，得到第二规划结果。

根据本发明提供的一种基于手机信令的国土空间规划方法，在所述根据基本农田保护指标、生态敏感区位置、管制区位置以及城市扩展区位置修正所述第一规划结果，得到第二规划结果的步骤后，还包括：

根据预设的缓冲条件修正所述第二规划结果，得到第三规划结果；所述第三规划结果中，相邻规划区域与所述规划控制线、农田区、生态敏感区以及管制区的距离满足所述缓冲条件；

将与所述待规划的国土空间的原始规划重叠面积最大的第三规划结果确定为国土空间规划结果。

根据本发明提供的一种基于手机信令的国土空间规划方法：

所述出行链的起点时刻是所述手机用户在第一区域停留时段的最末时刻；所述出行链的终点时刻是自起点时刻起，所述手机用户在第二区域停留时段的最初时刻；所述停留时段大于设定的第一阈值；所述第一区域和第二区域的面积均小于设定的第二阈值；

所述出行链包括相似出行链和相同出行链；所述相似出行链是指吻合度大于设定的第三阈值的至少两个出行链；所述相同出行链是指吻合度大于设定的第四阈值的至少两个出行链；所述第四阈值大于所述第三阈值；

所述根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果的步骤包括：

将所述相同出行链的手机用户视为相同用户，并将所述相似出行链的手机用户视为乘坐同一交通工具的用户后，解析所述出行链，得到出行链修正数据；

根据所述出行链修正数据、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果。

根据本发明提供的一种基于手机信令的国土空间规划方法，所述位置模型包括如下任一者或任多者组合：

基于通信基站获取通信小区存在的手机用户数量的第一子模型；

基于手机用户通信的多个通信小区位置和区域加权运算得到所述手机用户位置点的第二子模型；

基于同一手机用户在同一通信小区内的多个信令得到所述手机用户停留时间的第三子模型；

基于同一手机用户的多个信令得到所述手机用户的途经通信小区和驻留通信小区的第四子模型。

本发明还提供一种基于手机信令的国土空间规划***，包括：

获取模块，用于基于手机用户与基站之间的通信信令获取脱敏后的手机信令数据；所述手机信令数据包括手机用户通信位置和手机用户通信时刻；

提取模块，用于基于所述脱敏后的手机信令数据提取手机用户的出行链和位置模型；所述出行链是指手机用户的单次出行轨迹；所述位置模型是指待规划的国土空间内，手机用户在预设时刻或预设时段内的位置分布；

规划模块，用于针对所述待规划的国土空间，根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果；

修正模块，用于根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果；所述规划敏感区数据包括农田区、生态敏感区、管制区、城市扩展区以及预设的缓冲条件。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于手机信令的国土空间规划方法的步骤。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于手机信令的国土空间规划方法的步骤。

本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于手机信令的国土空间规划方法的步骤。

本发明提供的基于手机信令的国土空间规划方法和***，通过脱敏后的手机信令数据提取出行链和位置模型以得到第一规划结果，并在规划敏感区域数据的基础上对所述第一规划结果进行修正，从而更为高效的得到国土空间规划结果；同时，相比其他类型的大数据源，手机信令数据具有覆盖面最广、定位信息准确、精度高、能二次辨识信息多等独到的优势。手机信令数据在进行预处理、数据去噪去重、扩样和匹配性、模型分析等系列工作后，配合规划敏感区域数据用于国土空间规划具有强大优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的基于手机信令的国土空间规划方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的基于手机信令的国土空间规划方法的流程示意图之二；

图3是本发明提供的基于手机信令的国土空间规划方法的流程示意图之三；

图4是本发明提供的基于手机信令的国土空间规划方法的流程示意图之四；

图5是本发明提供的基于手机信令的国土空间规划装置的结构示意图；

图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。

附图标记：

501：获取模块；

502：提取模块；

503：规划模块；

504：修正模块；

610：处理器；

620：通信接口；

630：存储器；

640：通信总线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图4描述本发明的基于手机信令的国土空间规划方法。

如图1所示，本实施例提供一种基于手机信令的国土空间规划方法，包括：

步骤102，基于手机用户与基站之间的通信信令获取脱敏后的手机信令数据；所述手机信令数据包括手机用户通信位置和手机用户通信时刻；

步骤104，基于所述脱敏后的手机信令数据提取手机用户的出行链和位置模型；所述出行链是指手机用户的单次出行轨迹；所述位置模型是指待规划的国土空间内，手机用户在预设时刻或预设时段内的位置分布；

步骤106，针对所述待规划的国土空间，根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果；

在一个优选的实施方式中，所述规划控制线数据包括红线、绿线、蓝线、紫线、黑线、橙线以及黄线数据；

步骤108，根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果；所述规划敏感区数据包括农田区、生态敏感区、管制区、城市扩展区以及预设的缓冲条件。

本实施例步骤102中，所述脱敏后的手机信令数据是指由手机用户在发生通话、发短信或移动位置等事件时，被运营商的通信基站捕获并记录同一用户信令轨迹所产生，最后经过脱密、脱敏、扩样等处理后得到的，能够用于居民行为偏好、移动轨迹分析、城镇空间布局等研究。

手机信令数据的数据空间分辨率多为基站，时间分辨率则可精确到秒。手机信令数据字段中包含时间和空间位置属性，还有通话和信息记录等信息，通过上述信息的关联可以反推用户的出行轨迹，是用于研究城市居民行为与空间分布较好的数据源。但是同时也存在个人隐私的泄露，因此做好脱敏和数据保护非常重要。

手机信令具有如下特征：全覆盖性指只要是携带开启的手机，则定位***将自动捕获用户全天候的动态实时信息，并且范围不局限于手机运营商的属地范围，多数用户都可以获取全国范围的活动轨迹，而全球通等用户还能捕获到其全球范围的活动轨迹；高精度性指手机信令的位置信息有准确的经纬度信息，而时间则精确到秒，数据精度高，便于精确推算用户的活动轨迹；实时动态性指用户的不同时刻的空间信息都将发生变化，位置信息处于不断变化中；信息关联性指除了手机通话属性如通话时间和地点、短信的发送时间、通话对方的号码信息等，还具有通话实时地点等关联的空间信息，两类信息具有关联性。存储冗余性指手机信令数据非常海量，每天产生大量的存储信息，这些信息如果不经过及时处理，会形成非常占用硬盘和服务器空间的海量数据库，其中含有大量的冗余信息。

基于手机信令数据的特征，可见手机信令的最大优势是：数据覆盖面广，只要用户开启手机，即可捕获出行信息。由于通信部门基站覆盖率很高，且多数手机用户关机仅限于深夜睡眠期或限制开启手机的场所如飞机、保密部门等，因此手机信令数据相比其他大数据源，覆盖面最广，可以捕获出行者在每日全天的出行轨迹信息。由于国内不同方式的出行者都有偏爱手机导航的习惯，虽然老人和儿童用户使用手机频率较少，但由于高龄和低龄用户出行活动范围较小，对整体研究精度影响不大，从而使手机信令数据在研究人群的出行活动规律方面具有很高的可信度和完整度。同时，手机信令数据分析交通出行轨迹也有较为成熟的算法和数据库，在后续的研究工作中具有良好的基础，方便开展下一步的工作。

步骤106中，所述规划控制线数据中的红线、绿线、蓝线、紫线、黑线、橙线以及黄线具体是指：

“红线”是指道路边界线，即道路红线；

“绿线”是规划城市公共绿地、公园、单位绿地和环城绿地等的边界线；

“蓝线”规定城市水面，主要包括河流、湖泊及护堤的边界线；

“紫线”规定历史文化街区边界线；

“黑线”规定给排水、电力、电信、燃气等市政管网；

“橙线”轨道交通管理边界线；

“黄线”地下文物管理。

“红线”是指道路用地与其它建设用地分界线，红线与建筑控制线之间还有可能存在绿线，黄线等。

在一个优选的实施例中，所述预设的缓冲条件包括农田缓冲条件、生态缓冲条件、管制缓冲条件、城市扩展缓冲条件以及针对规划控制线的缓冲条件(即红线缓冲条件、绿线缓冲条件、蓝线缓冲条件、紫线缓冲条件、黑线缓冲条件、橙线缓冲条件、黄线缓冲条件)，步骤108的各规划敏感区适用不同的修正方案：

对于农田区，在保证区域面积总量不小于设定农田面积阈值的前提下进行修正；所述农田面积阈值应在基本农田指标的基础上，考虑农田缓冲条件设置，即农田面积阈值为基本农田指标与农田缓冲面积的和；

对于生态敏感区和管制区，相邻国土空间的边界与生态敏感区、管制区边界线的距离应不小于基于生态缓冲条件设定的生态缓冲距离、基于管制区缓冲条件设定的管制缓冲距离。

对于城市扩展区，在保证第一规划结果未超出设定的城市阈值区域的前提下进行修正；所述城市阈值区域应在城市规划区域的基础上，考虑城市扩展缓冲条件设置，即城市阈值区域为城市规划区域与城市缓冲区域的和或差。

对于规划控制线，应在考虑针对规划控制线的缓冲条件的基础上进行修正。

本实施例的有益效果在于：

通过脱敏后的手机信令数据提取出行链和位置模型以得到第一规划结果，并在规划敏感区域数据的基础上对所述第一规划结果进行修正，从而更为高效的得到国土空间规划结果；同时，相比其他类型的大数据源，手机信令数据具有覆盖面最广、定位信息准确、精度高、能二次辨识信息多等独到的优势。手机信令数据在进行预处理、数据去噪去重、扩样和匹配性、模型分析等系列工作后，配合规划敏感区域数据用于国土空间规划具有强大优势。

根据上述实施例，在本实施例中：

所述脱敏后的手机信令数据包括一一对应的信令轨迹和手机用户结构特征；所述信令轨迹是手机用户与基站之间的通信信令集合，所述通信信令包括手机用户通信位置和手机用户通信时刻；所述手机用户结构特征是所述信令轨迹所属手机用户的结构信息，包括手机用户年龄和手机用户归属地；

如图2所示，所述根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果的步骤包括：

步骤1062，根据所述手机用户年龄、所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到年龄敏感空间(例如养老院、学校、幼儿园、酒吧、网吧等)规划结果；

步骤1064，根据所述手机用户归属地、所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到归属地敏感空间(如景区、公园、游乐设施、公共交通设施等)规划结果；

步骤1066，根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到非敏感空间规划结果；所述非敏感空间是指待规划的国土空间中，年龄敏感空间和归属地敏感空间以外的空间；

根据年龄敏感空间规划结果、归属地敏感空间规划结果以及非敏感空间规划结果，确定所述第一规划结果。

值得说明的是，步骤1062、1064并非严格独立的步骤，即同一空间可以既为年龄敏感空间，又为归属地敏感空间(记为复合空间)，这种情况下将同时执行步骤1062、1064，即根据所述手机用户年龄、手机用户归属地、所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到所述复合空间的规划结果。

在一个优选的实施方式中，所述手机用户结构特征还包括手机用户性别，所述根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果的步骤还包括：

根据所述手机用户性别、所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到性别敏感空间规划结果；所述性别敏感空间规划结果是在年龄敏感空间、归属地敏感空以及非敏感空间中调整性别相关设施(如母婴室、公共卫生间、更衣室等)的数量和比例。

本实施例的有益效果在于：

在考虑了用户年龄、归属地以及性别分布的基础上，进一步得到更为准确有效的国土空间规划结果。

根据上述任一实施例，在本实施例中：

如图3所示，所述根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果的步骤包括：

步骤1082，根据基本农田保护指标、生态敏感区位置、管制区位置以及城市扩展区位置修正所述第一规划结果，得到第二规划结果。

在所述根据基本农田保护指标、生态敏感区位置、管制区位置以及城市扩展区位置修正所述第一规划结果，得到第二规划结果的步骤后，还包括：

步骤1084，根据预设的缓冲条件修正所述第二规划结果，得到第三规划结果；所述第三规划结果中，相邻规划区域与所述规划控制线、农田区、生态敏感区以及管制区的距离满足所述缓冲条件；

步骤1086，将与所述待规划的国土空间的原始规划重叠面积最大的第三规划结果确定为国土空间规划结果。

本实施例的有益效果在于：

在规划敏感区域数据的基础上对所述第一规划结果进行修正，从而更为高效的得到国土空间规划结果。

根据上述任一实施例，在本实施例中：

所述出行链的起点时刻是所述手机用户在第一区域停留时段的最末时刻；所述出行链的终点时刻是自起点时刻起，所述手机用户在第二区域停留时段的最初时刻；所述停留时段大于设定的第一阈值；所述第一区域和第二区域的面积均小于设定的第二阈值；

所述出行链包括相似出行链和相同出行链；所述相似出行链是指吻合度大于设定的第三阈值的至少两个出行链；所述相同出行链是指吻合度大于设定的第四阈值的至少两个出行链；所述第四阈值大于所述第三阈值；

如图4所示，所述根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果的步骤包括：

步骤10620，将所述相同出行链的手机用户视为相同用户，并将所述相似出行链的手机用户视为乘坐同一交通工具的用户后，解析所述出行链，得到出行链修正数据；

步骤10640，根据所述出行链修正数据、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果。

所述位置模型包括如下任一者或任多者组合：

基于通信基站获取通信小区存在的手机用户数量的第一子模型；

基于手机用户通信的多个通信小区位置和区域加权运算得到所述手机用户位置点的第二子模型；

基于同一手机用户在同一通信小区内的多个信令得到所述手机用户停留时间的第三子模型；

基于同一手机用户的多个信令得到所述手机用户的途经通信小区和驻留通信小区的第四子模型。

本实施例的有益效果在于：

提供了更为详细具体的出行链修正方案和位置模型，能够在此基础上更为高效准确地得到国土空间规划结果。

下面对本发明提供的基于手机信令的国土空间规划装置进行描述，下文描述的基于手机信令的国土空间规划装置与上文描述的基于手机信令的国土空间规划方法可相互对应参照。

如图5所示，本实施例提供一种基于手机信令的国土空间规划***，包括：

获取模块501，用于基于手机用户与基站之间的通信信令获取脱敏后的手机信令数据；所述手机信令数据包括手机用户通信位置和手机用户通信时刻；

提取模块502，用于基于所述脱敏后的手机信令数据提取手机用户的出行链和位置模型；所述出行链是指手机用户的单次出行轨迹；所述位置模型是指待规划的国土空间内，手机用户在预设时刻或预设时段内的位置分布；

规划模块503，用于针对所述待规划的国土空间，根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果；

修正模块504，用于根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果；所述规划敏感区数据包括农田区、生态敏感区、管制区、城市扩展区以及预设的缓冲条件。

进一步地，所述规划模块503包括：

年龄单元，用于根据所述手机用户年龄、所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到年龄敏感空间规划结果；

归属地单元，用于根据所述手机用户归属地、所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到归属地敏感空间规划结果；

非敏感单元，用于根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到非敏感空间规划结果；所述非敏感空间是指待规划的国土空间中，年龄敏感空间和归属地敏感空间以外的空间；

结果确定单元，用于根据年龄敏感空间规划结果、归属地敏感空间规划结果以及非敏感空间规划结果，确定所述第一规划结果。

出行链修正单元，用于将所述相同出行链的手机用户视为相同用户，并将所述相似出行链的手机用户视为乘坐同一交通工具的用户后，解析所述出行链，得到出行链修正数据；

第一规划结果单元，用于根据所述出行链修正数据、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果。

所述出行链的起点时刻是所述手机用户在第一区域停留时段的最末时刻；所述出行链的终点时刻是自起点时刻起，所述手机用户在第二区域停留时段的最初时刻；所述停留时段大于设定的第一阈值；所述第一区域和第二区域的面积均小于设定的第二阈值；

所述出行链包括相似出行链和相同出行链；所述相似出行链是指吻合度大于设定的第三阈值的至少两个出行链；所述相同出行链是指吻合度大于设定的第四阈值的至少两个出行链；所述第四阈值大于所述第三阈值；

所述修正模块504包括：

第一修正单元，用于根据基本农田保护指标、生态敏感区位置、管制区位置以及城市扩展区位置修正所述第一规划结果，得到第二规划结果。

第二修正单元，用于根据预设的缓冲条件修正所述第二规划结果，得到第三规划结果；所述第三规划结果中，相邻规划区域与所述规划控制线、农田区、生态敏感区以及管制区的距离满足所述缓冲条件；

第三修订单元，用于将与所述待规划的国土空间的原始规划重叠面积最大的第三规划结果确定为国土空间规划结果。

所述位置模型包括如下任一者或任多者组合：

基于通信基站获取通信小区存在的手机用户数量的第一子模型；

基于手机用户通信的多个通信小区位置和区域加权运算得到所述手机用户位置点的第二子模型；

基于同一手机用户在同一通信小区内的多个信令得到所述手机用户停留时间的第三子模型；

基于同一手机用户的多个信令得到所述手机用户的途经通信小区和驻留通信小区的第四子模型。

下面将从实际应用的角度提供另一较为详细的***实施例。

本实施例提出了一种基于5G手机信令进行国土空间规划的方法，使得国土空间规划更加精准。

随着我国国民经济的飞速发展，城市规划问题日渐突出，使用如座谈会、填问卷、查资料、现场踏勘、数流量以及群众交流等传统的国土空间规划方式，该方式已经不能满足新时代下城市空间规划的发展需要，需要利用科学的、数据量准确的手段进行空间规划建设。手机信令可以很好的替代传统的规划方式，有助于政府部门快速了解拟规划土地周边的大数据信息，为政府决策提供科学、高效的规划手段。

本实施例应用的算法步骤说明如下。

手机信令大数据用于规划分析最基础的算法基础就是提取完整的出行链。在经过前期的数据获取、预处理等处理工作后，进入核心工作步骤之出行链提取。所谓的出行链，是指研究范围的一次单独出行，比如上班出行，捕获某手机用户在上午某时刻离开之前未发生变动的活动范围(如居民住所)内，按照一定的速度位置发生不断变化，采集到系列的对应的位置出行信息，直到到达某个地点(办公场所)后，其活动范围在指定时间内和指定阈值规定的小半径范围内，即可认定从起始点到到达点之间的这次系列位置信息对应的出行轨迹为一次完整的出行链。不同的出行链活动半径差异较大，如在城区内部的出行链，其出行距离一般为3-10公里，而城际出行，尤其是乘坐飞机、高铁出行，其单次出行距离可能超过1000公里。因此对于不同研究范围的出行链计算，最重要的是科学设定不同的阈值判定标准，从而准确提取出对应的出行信息。

具体地，本实施例算法步骤包括：

步骤1，获取手机信令数据；

步骤1.1，根据需求确定数据的时间和地点范围；

步骤1.2，明确数据库中各分表的关系和要读取字段信息；

步骤1.3，数据库对应表格数据的读取；

步骤1.4，考虑数据库的内外结构；

步骤2，数据预处理；

步骤2.1，数据筛选，筛除非相关数据信息；

步骤2.2，数据清洗，去除冗余数据和无法读取数据；

步骤2.3，数据去重，对于同名号码等数据进行去重处理；

步骤3，出行链提取；

步骤3.1，构建出行链判定准则和条件；

步骤3.2，设计出行链判定算法；

步骤3.3，根据算法进行出行链数据提取；

步骤3.4，完成出行链数据表；

步骤4，数据二次加工；

步骤4.1，根据手机信令的位置和时间信息计算移动速度；

步骤4.2，根据速度对出行方式进行大类划分；

步骤4.3，根据提取的目的地属性等因素细分出行方式；

步骤4.4，设计OD(出行链)生成算法。

手机信令数据反推交通出规律的核心在于获取出行链。根据某时间段内数据库内的存储和读取纪录，提取在该时间段内所有出行链，并区分相似出行链和相同出行链。形成最初始的出行链基础数据库：

相似出行链：出行轨迹吻合度达80％以上，多出现在相同交通工具搭乘者，包括高铁和飞机、出租车、自驾小汽车、公路客运班车等，但是他们在出行起点之前和终点之后的出行轨迹产生显著的变化。相似出行链则是判定相同交通工具搭乘者的重要依据。

相同出行链：出行轨迹吻合度则高达95％以上，表现在除了提取的出行链内的轨迹高度吻合外，且在出行链起始点之外的轨迹也存在较多的吻合性。较多原因是同名用户拥有2台以上手机的情况，同时也有可能是家庭内部用户的或者相同单位内部的同事出行的情况。相同出行链是数据预处理工作中视具体情况可进行筛除或者去重。

位置模型如下：

基于基站工参数据，划分网格并计算加权质心点，较传统基站定位更加准确，抗干扰能力更强。

1)传感器感知法：

以基站为研究对象，统计某一基站位置人数并判定为用户所在的位置。

2)以人为中心感知法：

以人为研究对象，将用户定位精准计算为多基站小区加权运算后的质心点，从基站小区范围变成了最大概率出现的网络位置。网格最小可以为250米*250米

3)基于人与基站分析：

两两信令时间相减，所有信令产生的基站位置都有停留时间。

4)基于人与位置分析

通过对于信令的观察，动态地分析基站小区的关系，然后将信令与基站小区关系结合，判断用户是主流还是出行经过。

5)人口分布研究

人口分布的规模和结构一直都是规划中关注的重点，对于优化区域空间布局、调整产业结构意义重大，在此基础之上，利用手机数据的高时效性特点，提出了人口分时空聚散变化等指标，识别不同时间段、不同区域的人口变化，以数据分析为量化依据得到人口分布的时空特征规律。

规模评估及空间分布的研究在区域-城市-区县-街道各级尺度均有涉及，更可以打破行政边界和传统统计口径的限制，反映真实的人口规模和空间分布特点。

结构特点——利用年龄段与归属地等属性对人口进行划分，了解各类人口构成比例和静态联系；利用手机识别的空间分布信息，测算不同类型人口的结构特点，深度反映了片区的各类人口真实情况。如某市人口研究中，通过对号码归属地的统计可以掌握城市的外来人口动态。

还可以清晰的识别出各区县外地用户的数量以及跟平日的差异，对规划中掌握外来人口情况和人口静态迁徙提供重要依据。

可以在微观单元上横向比较各街道人口结构，客观掌握城市不同地区各类人口特点，为人口调控提供量化依据。

分时分地分类型对特定区域每小时人口数量进行统计，动态监测人口聚散，识别区域高峰时段，为设施供给等规划提供量化依据。

本实施例***的具体实现包括如下模块：

1空间分析服务模块设计

提供叠加分析、缓冲分析、邻近分析、空间关系分析等基本空间分析功能，为建设用地审批、土地供应等业务应用提供基础。提供现状分析、规划分析、管制区分析、基本农田分析、批后分析等多种专题空间分析服务。

2数据浏览服务模块设计

支持空间数据、影像数据、文本数据等多类型数据基本浏览操作，支持多图层、多要素的叠加、动态显示，支持比例尺控制和地图样式的配置，支持动态投影实现对海量空间数据和影像数据的快速无缝浏览。提供地图浏览定制服务，支持自定义配置地图内容、地图范围、地图风格等。

基于丰富多样的各类地图，包括街道地图、影像地图、地势图等，提供各类浏览查询分析等功能。地址查询，如餐饮、住宿、购物、旅游景点等。

3数据共享服务模块设计

***提供共享交换功能，为用户提供以Web为核心的“开放式”资源交互模式。共享交换提供数据上传/下载、数据管理、共享资源、搜索资源等功能。

4专题应用服务模块设计

专题应用服务针对国土资源业务，提供规划应用服务、行政审批服务、资源监管服务、决策应用服务、资源评价应用服务，为各部门的应用提供专题应用服务。

所述专题应用服务模块包括模型编辑器，模型编辑器是一个通过将工具顺序链接起来，建立地理处理流程和脚本的可视化建模环境，它为地理处理的工作流和脚本提供图形化的建模工具，加快设计和实现复杂地理处理模型的过程。模型(model)是数据流图，用来关联数据和工具以产生高级的工作流和过程。用户可以通过把数据和工具拖到模型中，建立复杂的GIS任务的一个固定的有序的处理过程。模型可以保存，修改和重新执行。由此可见，作为共享方法和过程的一种机制，模型编辑器是非常有价值的。

模型编辑器非常灵活，过程间可以共享任何工具的参数值，这样一个模型中的共享的参数值只要更新一次就可以了。在模型编辑器中也可以通过脚本调用外部的应用。模型中的过程可以很容易导成脚本，以便编辑和共享。模型编辑器可以支持所有的数据类型和工具。

5规划应用服务模块设计

基于5G手机信令，利用主体功能区规划、土地利用总体规划、城乡总体规划、生态功能区划、海洋功能区划、粮食生产功能区、林地保护利用总体规划等相关规划，对区域内国土资源开发、利用、保护以及整治等情况进行科学分析，梳理区域内国土空间开发利用的问题，开展国土资源现状分析，为规划目标的确定、战略格局的明确，规划编制等提供辅助分析决策。

1)基本规划数据叠加

***提供各类国土空间数据与规划数据的叠加分析，实现规划编制的基本分析服务。

基于GIS叠加分析功能，用户选择基期基本农田与城市扩展边界数据，根据需要设置城市扩展边界缓冲距离，进行叠加分析。统计规划冲突面积和图斑数，高亮展示城市扩展边界内的基本农田图斑，提供规划冲突图斑位置定位，判断基本农田是在城市扩展边界内还是边界外，判断城市扩展边界设置是否合理，为规划编制提供辅助决策。

基于GIS叠加分析功能，用户选择生态保护红线数据与城市扩展边界数据，根据需要设置城市扩展边界缓冲距离，进行叠加分析。统计规划冲突面积和图斑数，高亮展示在生态保护红线以内城市扩展建设用地图斑，提供规划冲突图斑位置定位，判断城市扩展建设用地是在生态保护红线边界内还是边界外，为城市扩展边界的调整提供数据支撑，为规划编制提供辅助决策。

2)基期和末期基本农田对比分析

提供基期和末期基本农田对比分析服务，利用规划编制的基期基本农田数据与规划编制末期基本农田数据，通过对比分析功能，分析规划编制是否符合基本农田保护原则，基本农田数据是否符合相应指标。

基于GIS叠加分析功能，用户选择规划编制的基期基本农田数据与规划编制末期基本农田数据，进行图层叠加分析，统计减少的基本农田面积和图斑数，高亮展示减少基本农田图斑，提供减少基本农田图斑位置定位。

基于GIS分析功能，利用规划编制的基期基本农田数据与规划编制末期基本农田数据，进行图层叠加分析，分析出增加和减少的基本农田数量、分布情况等。

基于GIS对比展示技术，用户选择基期基本农田数据和末期基本农田数据，根据需要选择分屏展示和卷帘展示功能，用户通过拖拉卷帘，对相同地块基期与末期情况进行对比展示，结合人工思维，了解当前基本农田的保护格局和发展态势。

3)多规控制线检测

提供多规控制线检测服务，对城市建设用地范围内项目，提供项目用地性质与既有地块性质冲突检测提醒功能，以及用地地块对道路红线的检测；对沿山沿江沿湖生态敏感地区内用地项目，提供项目用地范围坐标，输入项目用地性质，叠加规划划定的禁建区、限建区和“蓝线、绿线、紫线、黄线”等控制线检测。

通过空间分析检查，分析出拟用地范围占用各类控制线情况，用地性质、占用面积等，发挥控制线管控的作用。***支持生成控制线检测报告，在规划审批中起到辅助审查的作用。

基于GIS技术，用户选择项目用地数据和城规中控制性详细规划数据，利用叠加分析功能，统计用地性质冲突的图斑数和面积，生成检测报告。

***提供道路红线冲突检测功能，用户选择项目地块数据和道路红线数据，利用叠加分析功能，进行道路红线冲突检测。

基于GIS技术，***提供生态敏感地区建设项目分析功能。用户同时选择选择项目用地范围坐标数据和用地性质数据，分别与多规空间管制区和“蓝线、绿线、紫线、黄线”等控制线数据进行多图层叠加分析。统计落在管制区和指标线以内的面积和图斑数；生成分析报告，结合分析报告及用地性质，判断项目用地是否符合规划要求。

***提供管制区、控制线检测功能，用户通过输入项目地块数据，同时选择规划划定的空间管制区和“蓝线、绿线、紫线、黄线”等控制线数据，利用叠加分析功能，进行管制区及控制线检测。统计坐落管制区和控制线的名称及面积，生成检测报告；提供项目地块位置定位功能，便于地块快速查找。

***提供在线生成控制线检测报告功能，通过空间分析检查，分析出拟用地范围占用各类控制线情况，并支持生成控制线检测报告。

4)缓冲区退让分析

提供缓冲区退让分析服务，该功能重点应用于规划选址分析和环评空间分析的检测提醒，通过提供项目用地范围坐标，输入缓冲区退让距离，叠加规划各类控制线或者环境各项指标线，进行空间分析检查，分析出拟用地范围占用各类控制线或者环境指标线周边缓冲区情况，发挥退让管控的作用。支持生成退让检测报告，在规划审批或环评环节中起到辅助审查的作用。

基于GIS技术，提供缓冲区退让分析服务，用户选择拟用地数据和规划各类控制线(红线、黄线、蓝线、绿线、紫线)数据，根据需要设置拟用地缓冲区退让距离，利用叠加分析功能，进行空间分析检查。统计坐落控制线名称和占用面积，高亮展示坐落指标线内地块，提供地块位置定位功能；生成分析报告，分析判断拟用地缓冲区范围占用各类指标线周边缓冲区情况。

将单个项目的范围坐标与主体功能区规划、土地利用总体规划、城乡总体规划、生态功能区划、海洋功能区划、粮食生产功能区、林地保护利用总体规划等规划数据进行叠加分析，综合判断项目用地是否符合规划。

从空间覆盖范围的角度，对比分析不同规划之间(如城市规划与土地利用总体规划)的差异性。根据用户设定的行政区及要对比分析的规划，从空间数据库中提取相应规划的空间数据，将所选规划图层进行叠加分析，得到空间分布上的差异，按次一级行政区统计各类别的数据，并将分析结果的图形和属性信息显示在地图中，供用户查看和查询。

6 5G手机信令进行国土空间规划的实现步骤

实现基于5G手机信令进行国土空间规划的实现步骤如下：

1)通过手机信令数据，对城市的人群进行分析，得出人口结构占比情况、

街道实际服务人口情况、人口周末动态分布情况、包括人口职住分析，职住通勤分析，人口变化情况分析，不同时段分布情况分析，联系特征研究，时空特征研究，专项分析等等，进而辅助全市国土空间规划。

2)通过调用空间分析、数据浏览、专题应用和规划应用服务，进行专门的国土空间规划分析，结合手机信令分析结果，最终确定规划位置等。

7***验证流程

所有数据入库前要对采集数据进行全面质量检查，并对检查的错误进行改正。数据检查与更正是数据建库中至关重要的一步。

第一步：依据按照行业内相关标准确定检查项，包括：矢量数据几何精度和拓扑检查、属性数据完整性和正确性检查、图形和属性数据一致性检查、接边完整性检查等；

第二步：基于上述检查项，定制检查内容，配置相应的参数；

第三步：按照定制的内容，***自动实现批量检查，也可采用人机交互的方式对重点内容进行检查，对发现的错误及时修正；

第四步：自动生成或手工编写检查报告，检查与更正工作结束。

图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行基于手机信令的国土空间规划方法，该方法包括：基于手机用户与基站之间的通信信令获取脱敏后的手机信令数据；所述手机信令数据包括手机用户通信位置和手机用户通信时刻；基于所述脱敏后的手机信令数据提取手机用户的出行链和位置模型；所述出行链是指手机用户的单次出行轨迹；所述位置模型是指待规划的国土空间内，手机用户在预设时刻或预设时段内的位置分布；针对所述待规划的国土空间，根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果；根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果；所述规划敏感区数据包括农田区、生态敏感区、管制区、城市扩展区以及预设的缓冲条件。

此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的基于手机信令的国土空间规划方法，该方法包括：基于手机用户与基站之间的通信信令获取脱敏后的手机信令数据；所述手机信令数据包括手机用户通信位置和手机用户通信时刻；基于所述脱敏后的手机信令数据提取手机用户的出行链和位置模型；所述出行链是指手机用户的单次出行轨迹；所述位置模型是指待规划的国土空间内，手机用户在预设时刻或预设时段内的位置分布；针对所述待规划的国土空间，根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果；根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果；所述规划敏感区数据包括农田区、生态敏感区、管制区、城市扩展区以及预设的缓冲条件。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的基于手机信令的国土空间规划方法，该方法包括：基于手机用户与基站之间的通信信令获取脱敏后的手机信令数据；所述手机信令数据包括手机用户通信位置和手机用户通信时刻；基于所述脱敏后的手机信令数据提取手机用户的出行链和位置模型；所述出行链是指手机用户的单次出行轨迹；所述位置模型是指待规划的国土空间内，手机用户在预设时刻或预设时段内的位置分布；针对所述待规划的国土空间，根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果；根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果；所述规划敏感区数据包括农田区、生态敏感区、管制区、城市扩展区以及预设的缓冲条件。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于手机信令的国土空间规划方法，其特征在于，包括：

基于手机用户与基站之间的通信信令获取脱敏后的手机信令数据；所述手机信令数据包括手机用户通信位置和手机用户通信时刻；

基于所述脱敏后的手机信令数据提取手机用户的出行链和位置模型；所述出行链是指手机用户的单次出行轨迹；所述位置模型是指待规划的国土空间内，手机用户在预设时刻或预设时段内的位置分布；

针对所述待规划的国土空间，根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果；

根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果；所述规划敏感区数据包括农田区、生态敏感区、管制区、城市扩展区以及预设的缓冲条件。

2.根据权利要求1所述的基于手机信令的国土空间规划方法，其特征在于，所述脱敏后的手机信令数据包括一一对应的信令轨迹和手机用户结构特征；所述信令轨迹是手机用户与基站之间的通信信令集合，所述通信信令包括手机用户通信位置和手机用户通信时刻；所述手机用户结构特征是所述信令轨迹所属手机用户的结构信息，包括手机用户年龄和手机用户归属地；

所述根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果的步骤包括：

根据所述手机用户年龄、所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到年龄敏感空间规划结果；

根据所述手机用户归属地、所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到归属地敏感空间规划结果；

根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到非敏感空间规划结果；所述非敏感空间是指待规划的国土空间中，年龄敏感空间和归属地敏感空间以外的空间；

根据年龄敏感空间规划结果、归属地敏感空间规划结果以及非敏感空间规划结果，确定所述第一规划结果。

3.根据权利要求1所述的基于手机信令的国土空间规划方法，其特征在于，所述根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果的步骤包括：

根据基本农田保护指标、生态敏感区位置、管制区位置以及城市扩展区位置修正所述第一规划结果，得到第二规划结果。

4.根据权利要求3所述的基于手机信令的国土空间规划方法，其特征在于，在所述根据基本农田保护指标、生态敏感区位置、管制区位置以及城市扩展区位置修正所述第一规划结果，得到第二规划结果的步骤后，还包括：

根据预设的缓冲条件修正所述第二规划结果，得到第三规划结果；所述第三规划结果中，相邻规划区域与所述规划控制线、农田区、生态敏感区以及管制区的距离满足所述缓冲条件；

将与所述待规划的国土空间的原始规划重叠面积最大的第三规划结果确定为国土空间规划结果。

5.根据权利要求1所述的基于手机信令的国土空间规划方法，其特征在于：

所述出行链的起点时刻是所述手机用户在第一区域停留时段的最末时刻；所述出行链的终点时刻是自起点时刻起，所述手机用户在第二区域停留时段的最初时刻；所述停留时段大于设定的第一阈值；所述第一区域和第二区域的面积均小于设定的第二阈值；

所述出行链包括相似出行链和相同出行链；所述相似出行链是指吻合度大于设定的第三阈值的至少两个出行链；所述相同出行链是指吻合度大于设定的第四阈值的至少两个出行链；所述第四阈值大于所述第三阈值；

所述根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果的步骤包括：

将所述相同出行链的手机用户视为相同用户，并将所述相似出行链的手机用户视为乘坐同一交通工具的用户后，解析所述出行链，得到出行链修正数据；

根据所述出行链修正数据、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果。

6.根据权利要求1所述的基于手机信令的国土空间规划方法，其特征在于，所述位置模型包括如下任一者或任多者组合：

基于通信基站获取通信小区存在的手机用户数量的第一子模型；

基于手机用户通信的多个通信小区位置和区域加权运算得到所述手机用户位置点的第二子模型；

基于同一手机用户在同一通信小区内的多个信令得到所述手机用户停留时间的第三子模型；

基于同一手机用户的多个信令得到所述手机用户的途经通信小区和驻留通信小区的第四子模型。

7.一种基于手机信令的国土空间规划***，其特征在于，包括：

获取模块，用于基于手机用户与基站之间的通信信令获取脱敏后的手机信令数据；所述手机信令数据包括手机用户通信位置和手机用户通信时刻；

提取模块，用于基于所述脱敏后的手机信令数据提取手机用户的出行链和位置模型；所述出行链是指手机用户的单次出行轨迹；所述位置模型是指待规划的国土空间内，手机用户在预设时刻或预设时段内的位置分布；

规划模块，用于针对所述待规划的国土空间，根据所述出行链、所述位置模型以及规划控制线数据得到第一规划结果；

修正模块，用于根据规划敏感区域数据修正所述第一规划结果得到国土空间规划结果；所述规划敏感区数据包括农田区、生态敏感区、管制区、城市扩展区以及预设的缓冲条件。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述基于手机信令的国土空间规划方法的步骤。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述基于手机信令的国土空间规划方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述基于手机信令的国土空间规划方法的步骤。

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