2017 Esri UC精彩看點(diǎn)-空間分析解決共享單車擴(kuò)張問題

文檔編號：版本號：V0.1范圍：□內(nèi)部■公開2017Esri用戶大會精彩看點(diǎn)SpatialanalysisandDesign空間分析與設(shè)計2016年6月易智瑞（中國）信息技術(shù)有限公司

——制定及修訂記錄——版本修訂時間修訂人修訂類型修訂章節(jié)修訂內(nèi)容張健*修訂類型分為A-ADDEDM-MODIFIEDD–DELETED注：對該文件內(nèi)容增加、刪除或修改均需填寫此記錄，詳細(xì)記載變更信息，以保證其可追溯性。前言本次演示以共享單車的擴(kuò)張為例要解決擴(kuò)充自行車道和增加新自行車站點(diǎn)的問題，在自行車樁的選擇過程中根據(jù)距離、環(huán)境、交通、人口等不同要素的權(quán)重進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析得出候選地址，又利用地統(tǒng)計模型來預(yù)測和評價當(dāng)前的配置結(jié)果，整個案例體現(xiàn)出了空間分析在數(shù)據(jù)分析中不可替代的作用和優(yōu)勢。1提出問題需要解決共享自行車擴(kuò)充的問題，要解決兩個問題擴(kuò)充自行車道和增加新自行車站點(diǎn)。Spatialanalysis(SpatialAnalyst)ishowweapplyTheScienceofWheretoaskquestions,solveproblems,andmakesmartdecisions.ThecityofBostonhasabustlingbikesharesystemthattheyplantoincreaseby50%injust2years.Thismeanstwothings...extendingthebikelanenetworkandputtingnewbikestationsthroughoutthecity.Bennettdemonstratestheuseofspatialanalysistotackleboth.空間分析就是我們用TheScienceofWhere的理論來尋找問題，解決問題，并作出智慧的決定的方法。波士頓擁有繁忙的自行車共享系統(tǒng)，他們計劃在兩年的時間內(nèi)擴(kuò)大50%的規(guī)模。這意味著兩個事情，在城市中擴(kuò)充自行車道和增加新自行車站點(diǎn)。Bennett演示了利用空間分析來解決這兩者的問題。

2現(xiàn)狀分析（行為分析）分析了目前自行車的運(yùn)行范圍，不同自行車樁提供服務(wù)的能力，以及有服務(wù)缺口的地區(qū)。Tofigureoutwheretoputanewbikelane,wehavetostartbyunderstandinghowpeopleareusingthesystem.WecanseehighestusageindowntownBostonandnearbothHarvardandMITinCambridge.Butthat’sonlypartofthestory.Wheredopeoplegooncetheypickupabike?Howarethesestationsconnected?Lookingatwheretripsstartandend,wecanseewhichstationshavethestrongestconnections.Wecancombineourunderstandingofhowpeopleareusingthesystemwithpowerfulnetworkanalysistoidentifyhighlyused,highlyconnectedstationswithoutadequatebikelanecoverage.為了計算出哪些地方應(yīng)該增加新的自行車道，我們必須要先搞清楚人們是怎么使用這個系統(tǒng)的。我們可以看到使用率較高的地方是波士頓的郊區(qū)以及周邊的哈佛大學(xué)和在劍橋市的麻省理工，但這只是分析的一部分。當(dāng)人們?nèi)∽孕熊囍笥謺ツ睦?？這些站點(diǎn)之間的聯(lián)系優(yōu)勢怎樣？觀察每次用車的借車點(diǎn)和還車點(diǎn)我們可以分析出站點(diǎn)之間聯(lián)系的緊密度。我們可以結(jié)合我們對人們使用該系統(tǒng)的理解與強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)分析工具來識別出那些高使用率而且聯(lián)系緊密的站點(diǎn)卻沒有足夠的自行車道的覆蓋。

3分析并解決問題一對于自行車道的增加有一些標(biāo)準(zhǔn)，比如位置、距離、交通情況等。Agoodbikelaneisn’tjustabouttheshortestpath...agoodbikelaneisn’ttoosteep...sowe’llincludeslope,itmustbewelllit...sowe’llincludestreetlights,itshouldbegreen...sowe’llincludetrees,anditavoidsmajorroads...sowe’llincludetrafficvolume.Wecanusespatialanalysistocombineasophisticatedweightedoverlaywithournetworkanalysistochoosethebestpath.一個好的自行車道不僅僅要縮短路程，還要考慮不要太難走，所以我們考慮了坡度；同時道路要比較明亮，所以我們考慮了道路的路燈；并且自行車道應(yīng)該盡量在陰涼的地方，所以我們考慮了行道樹，為了避開主干道，我們考慮了交通量。我們可以使用空間分析結(jié)合一個復(fù)雜的加權(quán)疊加在我們的網(wǎng)絡(luò)分析上，來選擇最好的路徑。選取兩個熱度較高的站點(diǎn)porter廣場和OneKendall廣場為例，紫色的線是目前有的兩點(diǎn)之間的自行車道，顯然這個自行車道不太合理，他們之間有必要增加新的站點(diǎn)來提高服務(wù)能力。燈光分析植被分析（指行道樹的樹蔭）交通量分析綜合上面三個因素的權(quán)重進(jìn)行疊加后的結(jié)果，這個疊加到網(wǎng)絡(luò)分析的權(quán)重中使用紫色虛線部分是兩個熱點(diǎn)站點(diǎn)如果增加自行車道比較合適的備選路線

4分析并解決問題二計算新的自行車站點(diǎn)的候選位置，并根據(jù)利益最大化選擇能服務(wù)最多人群的站點(diǎn)。Next,we’llsitesomenewbikesharestations.OneofBoston’sprioritiesforlocatingnewstationsisprovidingequitableaccess,ensuringeveryoneiswithina10-minutewalkofabikeshare.Lookingatthese10-minutewalktimes,it’sclearthattherearesomegapsinservice,whichiswherewe’llputourcandidatestations.Ofcourse,wealsoneedtoconsiderwherepeoplelive.下一步，我們將會設(shè)置一些新的自行車共享站點(diǎn)。在波士頓對于設(shè)置新的站點(diǎn)一個優(yōu)先的原則是保持站點(diǎn)的均衡，確保每個人在十分鐘的步行路程內(nèi)就會有一個共享自行車。看看這些10分鐘的步行路程，很明顯有一些服務(wù)的缺口，這些位置可以作為站點(diǎn)的候選位置。當(dāng)然，我們同樣需要考慮人口的分布。綠色的是現(xiàn)有站點(diǎn)的10分路程覆蓋的區(qū)域根據(jù)空白區(qū)域防止候選站點(diǎn)位置（如何設(shè)置沒有介紹）選擇能夠提供最大的服務(wù)能力的站點(diǎn)作為最后部署的位置Combiningnetworkanalysisandpopulationdata,wecancalculatewhichpotentialsitesprovidethebiggestimprovementstoaccess.Andwecanseehowthemodelhasallocatedtheunderlyingpopulationtoeachsite.We’vesitedthestationssothattheyareaccessibletoasmanypeopleaspossible,buthowmanypeopleareactuallygoingtousethem?Howmanybikeswilltheyneed?結(jié)合網(wǎng)絡(luò)分析和人口數(shù)據(jù)，我們可以計算哪些潛在的站點(diǎn)提供了最大的自行車使用量。我們可以看到模型如何將潛在的用戶分配給每個站點(diǎn)。我們已經(jīng)設(shè)置了這些站點(diǎn)，以便讓盡可能多的人使用這些站點(diǎn)，但是有多少人正在使用它們？他們又需要多少輛自行車？

新的站點(diǎn)所能連接的人口聚集點(diǎn)5結(jié)果預(yù)測利用地統(tǒng)計模型來預(yù)測每個站點(diǎn)的使用情況。Geostatisticalsurfacemodelsshowwhatweknowabouttheexistingstationstopredictusageateachofthenewstations.Thesepredictionswillbeimportantwhenplanningthebuildout.地統(tǒng)計表面模型顯示了我們對現(xiàn)有站點(diǎn)的了解，以預(yù)測每個新站點(diǎn)的使用情況。這些預(yù)測在規(guī)劃建設(shè)時將是重要的。

6總結(jié)總結(jié)GIS專業(yè)人士在數(shù)據(jù)分析上的優(yōu)勢。Ultimately,it’sallaboutgettingcreativeandintegratingandapplyingTheScienceofWhere,includingpowerfulnetwork,raster,andgeostatisticalmethods,tounlockthefullpotentialofourdata.It’