[发明专利]一种全球城市三维空间交通坐标体系系统及构建方法

权利要求书

1.一种全球城市三维空间交通坐标体系系统，其特征在于，包括：获取模块、处理模块以及构建模块；

所述获取模块用于，获取M个城市中的N个可横向对比的指标，并根据所述N个可横向对比的指标生成基础数矩阵A；其中，所述指标包括人口密度、人均GDP、路网密度、轨道站点密度、千人拥机动车率、千人拥公交车率、高峰时段车速、公交费用与人均GDP比值，所述基础数矩阵A由M个城市和N个指标，依次排成M行N列构成；

所述处理模块用于，通过对所述基础数矩阵A进行特征提取处理，得到特征值以及所述特征值对应的特征向量，并根据所述特征向量创建主特征矩阵P；

所述构建模块用于，根据所述基础数矩阵A和所述主特征矩阵P，构建三维空间交通坐标系；其中，所述三维空间交通坐标系用于反映各类城市交通发展水平与城市特征之间的关系；

所述处理模块包括：第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元、特征提取单元以及第一构建单元；

所述第一计算单元用于，将所述基础数矩阵A的每一列减去本列的平均值，得到矩阵B；

所述第二计算单元用于，根据所述基础数矩阵A和所述矩阵B，计算所述基础数矩阵A的协方差矩阵，得到矩阵C；其中，所述基础数矩阵A的协方差矩阵C为：

所述第三计算单元用于，通过对所述矩阵C进行计算，得到相关系数矩阵R；其中，所述相关系数矩阵R为：r_ij为所述相关系数矩阵R中第i行第j列的元素；c_ij为所述矩阵C中第i行第j列的元素；

所述特征提取单元用于，根据单位矩阵和所述矩阵R进行特征值提取，得到多个特征值；其中，每个特征值对应一个特征向量，所述特征向量为所述基础数矩阵A中M维的列向量；

所述第一构建单元用于，提取前三个特征值对应的特征向量构成矩阵，并作为所述主特征矩阵P；

所述构建模块包括：第四计算单元和第二构建单元；

所述第四计算单元用于，通过将所述基础数矩阵A乘以所述主特征矩阵P，得到各城市在三维空间交通坐标体系中的坐标值矩阵Q；

所述第二构建单元用于，根据所述矩阵Q，构建所述三维空间交通坐标系；其中，所述矩阵Q为一个M行3列的矩阵，所述矩阵Q的每一行标识相应的城市在三维空间的交通坐标体系中的坐标值。

2.一种全球城市三维空间交通坐标体系的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取M个城市中的N个可横向对比的指标，并根据所述N个可横向对比的指标生成基础数矩阵A；其中，所述指标包括人口密度、人均GDP、路网密度、轨道站点密度、千人拥机动车率、千人拥公交车率、高峰时段车速、公交费用与人均GDP比值，所述基础数矩阵A由M个城市和N个指标，依次排成M行N列构成；

通过对所述基础数矩阵A进行特征提取处理，得到特征值以及所述特征值对应的特征向量，并根据所述特征向量创建主特征矩阵P；

根据所述基础数矩阵A和所述主特征矩阵P，构建三维空间交通坐标系；其中，所述三维空间交通坐标系用于反映各类城市交通发展水平与城市特征之间的关系；

所述通过对所述基础数矩阵A进行特征提取处理，得到特征值以及所述特征值对应的特征向量，并根据所述特征向量创建主特征矩阵P，具体为：

将所述基础数矩阵A的每一列减去本列的平均值，得到矩阵B；

根据所述基础数矩阵A和所述矩阵B，计算所述基础数矩阵A的协方差矩阵，得到矩阵C；其中，所述基础数矩阵A的协方差矩阵C为：

通过对所述矩阵C进行计算，得到相关系数矩阵R；其中，所述相关系数矩阵R为：r_ij为所述相关系数矩阵R中第i行第j列的元素；c_ij为所述矩阵C中第i行第j列的元素；

根据单位矩阵和所述矩阵R进行特征值提取，得到多个特征值；其中，每个特征值对应一个特征向量，所述特征向量为所述基础数矩阵A中M维的列向量；

提取前三个特征值对应的特征向量构成矩阵，并作为所述主特征矩阵P；

所述将所述基础数矩阵A乘以所述主特征矩阵P，构建三维空间交通坐标系，具体为：

通过将所述基础数矩阵A乘以所述主特征矩阵P，得到各城市在三维空间交通坐标体系中的坐标值矩阵Q；

根据所述矩阵Q，构建所述三维空间交通坐标系；其中，所述矩阵Q为一个M行3列的矩阵，所述矩阵Q的每一行标识相应的城市在三维空间的交通坐标体系中的坐标值。