Urban analytics increasingly relies on AI-driven trajectory analysis, yet current approaches suffer from methodological fragmentation: trajectory learning captures movement patterns but ignores spatial context, while spatial embedding methods encode street networks but miss temporal dynamics. Three gaps persist: (1) lack of joint training that integrates spatial and temporal representations, (2) origin-agnostic treatment that ignores directional asymmetries in navigation ($A \to B \ne B \to A$), and (3) over-reliance on auxiliary data (POIs, imagery) rather than fundamental geometric properties of urban space. We introduce a conditional trajectory encoder that jointly learns spatial and movement representations while preserving origin-dependent asymmetries using geometric features. This framework decomposes urban navigation into shared cognitive patterns and origin-specific spatial narratives, enabling quantitative measurement of cognitive asymmetries across starting locations. Our bidirectional LSTM processes visibility ratio and curvature features conditioned on learnable origin embeddings, decomposing representations into shared urban patterns and origin-specific signatures through contrastive learning. Results from six synthetic cities and real-world validation on Beijing's Xicheng District demonstrate that urban morphology creates systematic cognitive inequalities. This provides urban planners quantitative tools for assessing experiential equity, offers architects insights into layout decisions' cognitive impacts, and enables origin-aware analytics for navigation systems.


翻译:城市分析日益依赖人工智能驱动的轨迹分析,但现有方法存在方法论碎片化问题:轨迹学习捕捉移动模式却忽略空间背景,而空间嵌入方法编码街道网络却缺失时序动态。三个关键缺陷持续存在:(1) 缺乏整合时空表征的联合训练机制,(2) 起点无关的处理方式忽视导航中的方向不对称性($A \to B \ne B \to A$),(3) 过度依赖辅助数据(兴趣点、影像)而非城市空间的基础几何特性。本文提出一种条件化轨迹编码器,在利用几何特征保持起点依赖不对称性的同时,联合学习空间与移动表征。该框架将城市导航分解为共享认知模式与起点特定的空间叙事,实现对不同起始位置认知不对称性的量化测量。我们的双向LSTM基于可学习的起点嵌入,处理可见性比率与曲率特征,通过对比学习将表征分解为共享城市模式与起点特定特征。在六个合成城市及北京西城区的实际验证结果表明,城市形态会产生系统性的认知不平等。这为城市规划者提供了评估体验公平性的量化工具,为建筑师揭示了布局决策的认知影响,并为导航系统实现了起点感知的分析能力。

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