位置分析那些事|如何从0到1进行等时圈分析?
地图帮
编辑于 2024年02月19日 22:26
收录于文集
共6篇

内容导航

  • 契机:为啥分享这个主题?

  • 什么是等时圈分析?

  • 等时圈分析有什么用?

  • 如何做等时圈分析?

  • 可一键获取等时圈区域的原创工具

  • 参考资料

契机:为啥分享这个主题?

从2021年开始,就陆续有读者在微信群或者直接私信我,希望能出一些关于等时圈分析的工具,非常感谢这些同学的建议,同时也非常抱歉,因为精力有限,基本都是读者需求驱动,所以响应会比较慢,时隔2年,因为有读者定制才开始着手做这块的工具。

在这个过程中,从0到1学习了一下等时圈分析,并与大家分享一下,目标是希望在此之前即使完全不懂等时圈分析的同学依然可以看得懂,为做到这一点,我会尽量使用一些浅显易懂的故事,并增加一些形象化的图示。如果你已经比较了解等时圈分析了,也可以温故而知新,我在最后一章节也提供了一键实现等时圈获取的原创工具供大家使用,你也可以直接在B站查看操作视频:一键生成和导出等时圈区域

什么是等时圈分析?

等时圈分析,英文Isochrone Analysis,是一种空间分析方法。等时圈,是指从某点出发,以某种交通方式(步行,骑车,公共交通,驾车)在特定时间内能到达的距离覆盖的范围。

对这个GIF图示感兴趣的同学可以点开这个链接体验一下:https://map.bikecitizens.net/at-graz#/!/0/1/47.06667,15.45/*,10

如果你以前从没听过,会比较茫然,我们先以一个故事来代入,用相对简单的方式来解释一下。如果你已经知道这个概念了,可以直接跳到文末,我也为你提供了一键获取等时圈区域的工具。漫画家几米曾写一过作品《向左走向右走》,讲的是在从前还没有手机,车,马,邮件都很慢的时候,一生可能只够爱一个人。我们的女主角小左,在一个寒冷阴郁的冬天,遇见了我们的男主角小右。缘分就是这么奇怪,有的人你认识了很多年,却依然如同陌生人,有些人你只见了一面,却如同失散多年的恋人。小左和小右虽是初见,却一见如故,他们一起度过了一个快乐而甜蜜的下午。

相聚的时光总是那么短暂,很快黄昏已至,下起了倾盆大雨,他们不得不在匆忙中互留电话后分别。

但是人生,总有很多意外,就像握在手里的风筝也会突然断了线。他们彼此互留的电话都被雨水打湿无法辨别。

他们虽然都试图一次次去初次相遇的地点去寻找彼此,却都阴差阳错地错过了。

他们仍然在同一个城市,却再也没有遇见,对彼此的记忆,也只剩下那张被雨淋湿的电话号码。这是一个悲伤的故事,但故事都是可以改写的,就像5岁的锦一最近又学会的一句口头禅:错了,重新再来!我们让小左和小右生活在我们这个车马都很快的时代,有手机有微信,他们分别时直接互加了对方微信,分别的路上,咱们的男女主角就立刻聊起了微信,并相约下次相聚的地点。他们想选一个他们彼此骑行10分钟都可以到达的咖啡店,这样他们以后每天下班后就可以一起喝咖啡了。那么问题来了,如何实现呢?我们也可以分三步来实现: 1 第1步:以男主小右家为中心,在地图上标记出小右在10分钟内骑行可以到达的区域边界 2 第2步:以女主小左家为中心,在地图上标记出小左在10分钟内骑行可以到达的区域边界 3 第3步:找他们可达区域的交汇边界,这个就是他们双方都可以在10分钟到达的区域了 小右只需要在目标范围内订一个咖啡店就可以了。

这个过程中,我们分别绘制出了小左和小右在10分钟内骑行可到达区域,并且帮男主小右确定了应该在哪些地方选择咖啡厅,这个过程其实就是等时圈分析在生活场景中的一个典型应用案例了。不过,我们假如的这个故事没有了缺憾,小左和小右也许顺利在一起了,但我还是喜欢原来的故事。虽有缺憾,但这段短暂的相遇和离别就像璀璨的烟火一样铭刻于他们彼此的生命中,永不相忘。

等时圈分析有什么用?

等时圈分析你可能没听过,但你一定用到过,比如15分钟生活圈,以15分钟为“时间标尺”划定一个城市“生活圈”,大到医疗教育,小到缴费、买菜、吃饭等。比如说你要买房子或者租房子,你一定会考虑小区周边的交通、教育、医疗、购买、生活和娱乐配套设施,离上班的地方有多远啊,多久可以到达公司啊等。

这其实就类似于等时圈分析了,只不过我们习惯用距离来衡量,比如说周边1公里有几个地铁站,有几个学校,有几个商场等等。而等时圈分析则是用时间来衡量,比如说步行15分钟内有几个地铁站,有几个学校,有几年商场等等。等时圈是交通便利程度在地理空间上的反映,他可以直观地反映某个地区的交通便利程度,既可以用于规划路网结构、公共交通系统、公共服务设施、公共教育、医疗卫生、文化娱乐设施、紧急救援等城市规划。同时也可以用于商业选址商业选址等商业领域,可以帮助决策者或者创业者了解不同地区的可达性和交通状况,评估服务范围,优化路线规划,并支持相关规划或者商业决策。

如何做等时圈分析?

等时圈分析本质上还是一种数据分析手段,遵循一般的数据分析流程,如果你还不知道数据分析最基本的流程,可以点击这里查看《数据分析第4篇|数据分析流程详解:数据分析五步曲》。 数据分析有五个关键流程:明确分析目标-》数据采集-》数据处理-》数据分析与可视化-》数据决策,按照这个流程,以下是等时圈分析的实施流程图:

第一步:明确分析目标

在整个等时圈分析流程中,生成等时圈边界数据,对技术小白来说可能是最为艰难的一步,但它本质是一个技术问题,其实不用太过于担心,君子生非异也,善假于物也,找到适合的工具拿来即用就可以了,比如使用人文帮推出的EasyLocation。

明确分析目标,这一点常常被忽略和轻视,因为在整个过程中它看起来似乎无关轻重,但确是最重要最关键也是最基础的部分,方向错了,那后面所有流程都是在做无用功了。另外,等时圈分析本质上是出行可达性分析,一般来说出行距离越远,出行时间误差就越大。在此之前你需要充分理解出行研究的目标、确定选取哪种可达性分析手段,明确可达性研究的区域范围。

第二步:等时圈数据采集

等时圈数据分析依赖两块核心数据:等时圈区域数据和等时圈内POI数据。

一般来说我们需要先根据研究目标和研究范围,生成等时圈边界数据,进而再根据等时圈边界数据,获取到边界内的POI数据。从技术实施层面来说,也可以先获取一个城市内指定类型的POI数据,再根据生成的等时圈边界数据去圈出边界内的POI点数据。POI数据大家可以使用人文帮推出的EasyPoi系列工具来完成,详见:如何最大化利用高德地图配额?EasyPoi 2023版让你轻松查询更多数据!从快到慢,却更好用了!|EasyPoi百度地图版v10.2重大更新,持续免费,体验更好! 这里比较有门槛的是如何获取等时圈区域数据,一般而言有两种方法来生成,一种是静态数据生成法,一种是动态数据生成法,这里我比较推荐大家使用动态数据生成法,更为简便,我已经为大家封装好了简单的开箱即用的工具。这两种具体的方法的基础概念,大家可以参考《地球信息科学》2022年2月第24卷第2期的一篇文章《基于交通大数据的南昌市中心城区等时圈划分及特征分析》,我这里主要是分析一下这两种方法的优缺点。

静态数据生成法

所谓的静态数据生成法,即不依赖于在线地图数据服务,使用已有的交通过路网数据,通过数学方法,使用道路长度除以车速或者步行速度来计算交通时间。我们都知道,同一道路在不同时间的车速会有较大差异。就拿我自己的经验来说,从我的住处到公司有大概10公里:如果我选择驾车,在7:00左右出门,我可以在10分钟左右到达;如果在7:30左右出发,可以在20~30分钟到到达;如果是在8:00~8:10分左右出门,那至少需要40分钟,还有可能会50分钟,最多的时候1个小时的时候也有。所以实际的出行中,即使你有了某个城市的路网数据,ArcGis的网络分析工具也支持在给定的路网上进行计算,但显然,对于一般的研究来说,是很难按照某一个速度来计算,并保证较高的精度。

动态数据生成法

所谓的动态数据生成法其实就是使用地图开放平台的服务,根据地图实时路况和路径规划给出通过时间,进而绘制等时圈,实践的技术路线图如下:

这种方法比较简单,如果是封装好的工具,无需任何知识可以直接操作,而且绘制出的等时圈更为精确,我放一个封装好的工具EasyLocation的操作示例,你感受一下:

第三步:数据处理

到了这一步,你已经有了2类数据。 1 等时圈区域数据,大概是长这样:

2 poi数据

你需要做的处理就是将等时圈区域内的Poi数据筛选出来。这个人文帮公众号之前也有推出原创工具来处理这个事情,我之前有录过一期视频,感兴趣的同学可以看下这里:如何一键批量判断轨迹点是否在地理围栏内?也是一个主打简单的工具,你只需要导入等时圈区域面数据,再导入POI点数据,即可一键标记出在等时圈内的POI,So Easy!

当然,使用ArcGis的裁剪功能也可以实现,你可以根据个人对工具的掌握程度自行选择即可。

第四步和第五步:数据分析和数据决策

有了等时圈区域数据和等时间圈内的POI数据,你就可以根据你的分析目标,进行数据分析,关于数据分析的常见流程,可以参考以下系列文章。数据分析第1篇|概念扫盲:三个简单故事,轻松理解数据分析 数据分析第2篇|深入理解:探究四种常见的数据分析类型 数据分析第3篇|数据分析入门:2个简单案例,带你掌握数据分析流程 数据分析第4篇|数据分析流程详解:数据分析五步曲 这里也有一个一简单易用的数据分析和数据探索工具EasyBI供你使用,详见:我用了3个月,给你做了一个能装进U盘的BI数据分析工具,简单免费,还能用数据讲故事哦!一般来说,对于学术论文,你需要结合领域内成熟的理论去构建一套有说服力的指标体系,提出你的建设,并通过指标的数据呈现进行实证分析,进而得出有效结论。这里其实就是对第一步明确分析目标的呼应,以终为始,带着问题去探索和分析,才不至于偏离分析的方向。在查询等时圈相关的资料时,在知乎上有一个提问:有哪些创意的好看的等时圈案例?回答里,有很多非常酷炫的图示,例如下面这张:

来源知乎,侵删我的感觉是华而不实,偏离了数据分析的初衷,过于炫技了!完全没必要追求这些,等时圈分析本质还是一种分析方法或者分析模型,目标是解决问题,并指导决策,只要能达到这个目的,哪怕你用手绘草图都是可以接受的。

EasyLocation:一键获取等时圈区域的工具

基于人文帮读者定制的功能,封装了一个基于高德地图的等时圈分析工具,它可以让你通过简单的点击,一键生成等时圈区域数据。这里简要说明一下,后面会专门再发一个视频或者文章来说明下这个工具的使用,核心步骤有四步:1 申请高德地图JS ApiKey,并填写2 指定起点、出行方式和出行时间3 一键生成等时圈区域4 一键导出等时圈数据为SHP

EasyLocation下载地址:https://www.123pan.com/s/BXA9-gVdKd.html

参考资料

https://www.cnblogs.com/tangjielin/p/16932592.html https://docs.mapbox.com/#data 网页链接​ https://ni1o1.github.io/amapreachcircle/ https://zhuanlan.zhihu.com/p/66955778 https://papermine.com/pub/3304#page/24 https://labs.mapbox.com/isochrone-intersect/ https://www.zhihu.com/question/303147492 https://map.bikecitizens.net/at-graz#/!/0/1/47.06667,15.45/*,10