[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

说明书

本发明公开了一种全球城市三维空间交通坐标体系系统，包括获取模块、处理模块以及构建模块；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N个指标生成基础数矩阵A；处理模块用于，通过对基础数矩阵A进行特征提取处理，得到特征值以及特征值对应的特征向量，并根据特征向量创建主特征矩阵P；构建模块用于，根据基础数矩阵A和主特征矩阵P，构建三维空间交通坐标系。采用本发明提供的实施例能够将各类城市交通发展水平与城市特征之间的关系，展现在一个坐标体系内，为正在试图找到突破点的发展中城市提供了一个更加直观清楚的机会。

技术领域

本发明涉及交通运输工程领域，尤其涉及一种全球城市三维空间交通坐标体系系统及构建方法。

背景技术

世界上所有的城市，无论规模大小、经济水平、产业特征或腹地格局，均存在内在某种相互关系和可比性。

世界级城市名册通过研究金融、会计、广告、法律和管理咨询等五个行业的全球高端生产服务企业在各个城市的分布，按照分支机构的重要性进行打分，利用数学模型综合计算得出城市层级。

2008年至今发布了70多个与全球城市相关的指标，按其关注重点划分为综合实力排名、商贸经济实力、枢纽节点、科技创新、国际声誉等五大方向。目前，尚未有专门的全球城市交通指标体系。

本发明旨在建立一个能反映各类城市交通发展水平与城市特征关系的基于全球交通视角的坐标体系，将各城市可以纳入到同一坐标体系下进行比较研究，这个工作对于正在试图找到突破点的发展中城市而言，都具有很重要的现实意义。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种全球城市三维空间交通坐标体系系统，能够将各类城市交通发展水平与城市特征之间的关系，展现在一个坐标体系内，为正在试图找到突破点的发展中城市提供了一个更加直观清楚的机会。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种全球城市三维空间交通坐标体系系统，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。

进一步的，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；

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；

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。

进一步的，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；