A new insight into land use classification based on aggregated mobile phone data
Creators
- 1. Massachusetts Institute of Technology
- 2. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research
- 3. Wuhan University
- 4. University of Tennessee at Knoxville
- 5. State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying Mapping and Remote Sensing
Description
Land-use classification is essential for urban planning. Urban land-use types can be differentiated either by their physical characteristics (such as reflectivity and texture) or social functions. Remote sensing techniques have been recognized as a vital method for urban land-use classification because of their ability to capture the physical characteristics of land use. Although significant progress has been achieved in remote sensing methods designed for urban land-use classification, most techniques focus on physical characteristics, whereas knowledge of social functions is not adequately used. Owing to the wide usage of mobile phones, the activities of residents, which can be retrieved from the mobile phone data, can be determined in order to indicate the social function of land use. This could bring about the opportunity to derive land-use information from mobile phone data. To verify the application of this new data source to urban land-use classification, we first construct a vector of aggregated mobile phone data to characterize land-use types. This vector is composed of two aspects: the normalized hourly call volume and the total call volume. A semi-supervised fuzzy c-means clustering approach is then applied to infer the land-use types. The method is validated using mobile phone data collected in Singapore. Land use is determined with a detection rate of 58.03%. An analysis of the land-use classification results shows that the detection rate decreases as the heterogeneity of land use increases, and increases as the density of cell phone towers increases.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تصنيف استخدام الأراضي ضروري للتخطيط الحضري. يمكن التمييز بين أنواع استخدام الأراضي الحضرية إما من خلال خصائصها الفيزيائية (مثل الانعكاسية والملمس) أو الوظائف الاجتماعية. تم الاعتراف بتقنيات الاستشعار عن بعد كطريقة حيوية لتصنيف استخدام الأراضي في المناطق الحضرية بسبب قدرتها على التقاط الخصائص الفيزيائية لاستخدام الأراضي. على الرغم من إحراز تقدم كبير في أساليب الاستشعار عن بعد المصممة لتصنيف استخدام الأراضي في المناطق الحضرية، فإن معظم التقنيات تركز على الخصائص الفيزيائية، في حين أن المعرفة بالوظائف الاجتماعية لا تستخدم بشكل كاف. نظرًا للاستخدام الواسع للهواتف المحمولة، يمكن تحديد أنشطة السكان، والتي يمكن استرجاعها من بيانات الهاتف المحمول، من أجل الإشارة إلى الوظيفة الاجتماعية لاستخدام الأراضي. وقد يتيح ذلك الفرصة لاستخلاص معلومات استخدام الأراضي من بيانات الهاتف المحمول. للتحقق من تطبيق مصدر البيانات الجديد هذا على تصنيف استخدام الأراضي في المناطق الحضرية، نقوم أولاً بإنشاء متجه من بيانات الهاتف المحمول المجمعة لتوصيف أنواع استخدام الأراضي. يتكون هذا المتجه من جانبين: حجم المكالمات بالساعة العادي وإجمالي حجم المكالمات. ثم يتم تطبيق نهج التجميع العنقودي الغامض شبه الخاضع للإشراف لاستنتاج أنواع استخدام الأراضي. يتم التحقق من صحة الطريقة باستخدام بيانات الهاتف المحمول التي تم جمعها في سنغافورة. يتم تحديد استخدام الأراضي بمعدل اكتشاف 58.03 ٪. يُظهر تحليل نتائج تصنيف استخدام الأراضي أن معدل الكشف ينخفض مع زيادة عدم تجانس استخدام الأراضي، ويزداد مع زيادة كثافة أبراج الهواتف الخلوية.Translated Description (French)
La classification de l'utilisation des terres est essentielle pour l'urbanisme. Les types d'utilisation des terres urbaines peuvent être différenciés soit par leurs caractéristiques physiques (telles que la réflectivité et la texture), soit par leurs fonctions sociales. Les techniques de télédétection ont été reconnues comme une méthode essentielle pour la classification de l'utilisation des terres en milieu urbain en raison de leur capacité à capturer les caractéristiques physiques de l'utilisation des terres. Bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans les méthodes de télédétection conçues pour la classification de l'utilisation des sols urbains, la plupart des techniques se concentrent sur les caractéristiques physiques, alors que la connaissance des fonctions sociales n'est pas utilisée de manière adéquate. En raison de la large utilisation des téléphones mobiles, les activités des résidents, qui peuvent être récupérées à partir des données du téléphone mobile, peuvent être déterminées afin d'indiquer la fonction sociale de l'utilisation des terres. Cela pourrait donner la possibilité de dériver des informations sur l'utilisation des terres à partir des données des téléphones mobiles. Pour vérifier l'application de cette nouvelle source de données à la classification de l'utilisation des terres en milieu urbain, nous construisons d'abord un vecteur de données de téléphonie mobile agrégées pour caractériser les types d'utilisation des terres. Ce vecteur est composé de deux aspects : le volume d'appel horaire normalisé et le volume d'appel total. Une approche de regroupement de c-moyens flous semi-supervisés est ensuite appliquée pour déduire les types d'utilisation des terres. La méthode est validée à l'aide de données de téléphonie mobile collectées à Singapour. L'utilisation des terres est déterminée avec un taux de détection de 58,03%. Une analyse des résultats de la classification de l'utilisation des terres montre que le taux de détection diminue à mesure que l'hétérogénéité de l'utilisation des terres augmente et augmente à mesure que la densité des tours de téléphonie cellulaire augmente.Translated Description (Spanish)
La clasificación del uso del suelo es esencial para la planificación urbana. Los tipos de uso del suelo urbano se pueden diferenciar por sus características físicas (como la reflectividad y la textura) o por sus funciones sociales. Las técnicas de teledetección han sido reconocidas como un método vital para la clasificación del uso del suelo urbano debido a su capacidad para capturar las características físicas del uso del suelo. Aunque se han logrado avances significativos en los métodos de teledetección diseñados para la clasificación del uso del suelo urbano, la mayoría de las técnicas se centran en las características físicas, mientras que el conocimiento de las funciones sociales no se utiliza adecuadamente. Debido al amplio uso de los teléfonos móviles, las actividades de los residentes, que pueden recuperarse de los datos de los teléfonos móviles, pueden determinarse para indicar la función social del uso de la tierra. Esto podría dar lugar a la oportunidad de obtener información sobre el uso de la tierra a partir de datos de teléfonos móviles. Para verificar la aplicación de esta nueva fuente de datos a la clasificación del uso del suelo urbano, primero construimos un vector de datos agregados de teléfonos móviles para caracterizar los tipos de uso del suelo. Este vector se compone de dos aspectos: el volumen normalizado de llamadas por hora y el volumen total de llamadas. Luego se aplica un enfoque de agrupamiento c-means difuso semi-supervisado para inferir los tipos de uso de la tierra. El método se valida utilizando datos de teléfonos móviles recopilados en Singapur. El uso del suelo se determina con una tasa de detección del 58,03%. Un análisis de los resultados de la clasificación del uso de la tierra muestra que la tasa de detección disminuye a medida que aumenta la heterogeneidad del uso de la tierra y aumenta a medida que aumenta la densidad de las torres de telefonía celular.Files
1310.6129.pdf
Files
(1.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:22231c57ba7ddf88fabbb2e01d7838c0
|
1.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نظرة جديدة على تصنيف استخدام الأراضي بناءً على بيانات الهاتف المحمول المجمعة
- Translated title (French)
- Un nouvel aperçu de la classification de l'utilisation des terres basée sur les données agrégées des téléphones mobiles
- Translated title (Spanish)
- Una nueva visión de la clasificación del uso de la tierra basada en datos agregados de teléfonos móviles
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1972631516
- DOI
- 10.1080/13658816.2014.913794
References
- https://openalex.org/W195725818
- https://openalex.org/W1982300822
- https://openalex.org/W1987228002
- https://openalex.org/W1990898695
- https://openalex.org/W2007443624
- https://openalex.org/W2010797227
- https://openalex.org/W2015641952
- https://openalex.org/W2016227107
- https://openalex.org/W2019400799
- https://openalex.org/W2019899368
- https://openalex.org/W2024177114
- https://openalex.org/W2047888606
- https://openalex.org/W2050597086
- https://openalex.org/W2059740199
- https://openalex.org/W2062475494
- https://openalex.org/W2063628808
- https://openalex.org/W2083879935
- https://openalex.org/W2085009188
- https://openalex.org/W2095347401
- https://openalex.org/W2095998117
- https://openalex.org/W2097225206
- https://openalex.org/W2110653042
- https://openalex.org/W2113076747
- https://openalex.org/W2115645371
- https://openalex.org/W2147434872
- https://openalex.org/W2159136761
- https://openalex.org/W2911964244
- https://openalex.org/W4239339957
- https://openalex.org/W4247640718
- https://openalex.org/W4285719527