基于轨迹数据的多层网络动态社区提取与时空变化分析

摘要

相比于其余部分空间实体,动态社区本质上是彼此之间通过群体移动紧密连接的一系列地理实体的集合,具有生命周期特征。然而目前对于动态社区的时空变化分析仍缺少系统的研究方法。对此,本文首先基于群体出行,对时空交互复杂系统进行网络建模;第二,提取网络中的动态社区,其本质上是由于城市功能活动场所和社会资源分布不均匀、群体出行行为的规律性和多样性导致的动态人地交互而产生的动态城市空间组织;第三,融合景观生态学理论,构建动态社区时空变化模型,分析社区时空变化聚类模式,形成社区提取—动态变化—聚类分析方法框架;最后,以武汉市三环内区域为例应用该方法框架。结果表明:①基于群体出行活动提取的社区与武汉市现有行政区划具有相似性与差异性,其更能反映以人为中心的城市动态空间组织;②社区表现出明显的“形成—扩张—稳定—收缩—消亡”的生命周期规律;③不同社区时空变化规律具有差异性,通过聚类,其可以被分为短时社区、中时社区与长时社区,且每类社区具有稳定、鞍形、波动等一种或多种形态模式特征,对于城市动态规划管理具有重要意义。本文突破了传统静态社区分析方法的局限性,有助于推动网络动态特征的探索,加深对动态人地交互规律的理解。