A Review of Urban Population Mobility Perception and Modeling Methods

LI Rui; LIU Zhaohui; WU Huayi

doi:10.13203/j.whugis20240082

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A Review of Urban Population Mobility Perception and Modeling Methods

Cartography and GIS | 更新时间：2026-11-05

- A Review of Urban Population Mobility Perception and Modeling Methods
- Geomatics and Information Science of Wuhan University Vol. 50, Issue 5, Pages: 973-995(2025)
- 作者机构：
  
  1.武汉大学测绘遥感信息工程全国重点实验室，湖北武汉，430079
  2.地球空间信息技术协同创新中心，湖北武汉，430079
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13203/j.whugis20240082
  CLC： P208
- Received：13 May 2024，
  
  Published：05 May 2025
- 稿件说明：
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李锐,刘朝辉,吴华意.城市人口流动感知与建模方法综述[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(5):973-995.

LI Rui,LIU Zhaohui,WU Huayi.A Review of Urban Population Mobility Perception and Modeling Methods[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(5):973-995.
李锐,刘朝辉,吴华意.城市人口流动感知与建模方法综述[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(5):973-995. DOI：10.13203/j.whugis20240082

LI Rui,LIU Zhaohui,WU Huayi.A Review of Urban Population Mobility Perception and Modeling Methods[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(5):973-995. DOI：10.13203/j.whugis20240082

摘要

近年来，与人口流动相关的地理空间数据激增，给定量研究人口流动模式创造了前所未有的条件，生成了许多捕获和再现人口流动时空结构和规律的方法和模型，为城市规划、交通出行、公共卫生等城市应用提供了科学依据，极大提高了人们理解和管理城市的水平。以城市人口流动感知与建模为核心，从以下几个方面展开综述：① 城市人口流动数据，介绍了流动数据形式及处理方法、数据可靠性分析和隐私保护方法；② 城市人口流动感知方法，介绍了认知并理解人口流动行为的分析与挖掘方法；③ 城市人口流动建模方法，分机理驱动和数据驱动两类模型进行了详细阐述；④ 人口流动感知与建模应用：介绍了人口流动感知与建模研究在城市发展中的主要应用。在此基础上，指出了现有人口流动研究在感知手段和建模方法上存在的问题，同时探讨了未来可能的研究方向。

Abstract

In recent years

the surge of geospatial data related to population mobility has created unprecedented opportunities for quantitatively studying population mobility patterns. This influx of data has led to the development of numerous methods and models that capture and reproduce the spatiotemporal structures and dynamics of population mobility

providing a scientific basis for urban planning

transportation

public health

and other urban applications. Consequently

it has significantly enhanced our understanding and management of urban environments. From the perspective of the intersection between human mobility research and spatial interaction studies

we review the research framework and recent advancements in urban population mobility perception and modeling methods

further discuss their applications in urban development and anticipate future research directions

aiming to inspire and facilitate innovation and deeper application in population mobility research. (1) Types and processing methods of urban population mobility data: This section analyzes various kinds of urban population mobility data

including location point data

trajectory data

and flow data

while addressing issues related to data reliability analysis and privacy protection. (2) Perceiving methods for urban population mobility: This section introduces methods for understanding population mobility dynamics

network analysis

and population mobility data mining

which provide deeper insights into the spatiotemporal interaction patterns of population mobility. (3) Modeling methods for urban population mobility: This part provides a detailed exposition of modeling methods

encompassing both mechanism-driven and data-driven models

such as gravity models

intervening opportunity models

population flow prediction models

and origin-destination flow generation models. These methods provide the theoretical foundation and tools for describing

simulating

and predicting urban population mobility. (4) Applications of population mobility perception and modeling: This section explores the application of research in urban planning

transportation

public health

and public safety

illustrating how these findings can provide scientific support for addressing urban issues. For example

in urban planning

population mobility data can aid in identifying urban spatial structures and regional functions; in transportation management

flow models can predict traffic volumes and optimize traffic planning; in public health

mobility models can simulate and control the spread of infectious diseases; and in public safety

mobility perception technologies benefit disaster early warning and emergency response. Despite significant advancements in population mobility perception and modeling

existing research still faces shortcomings

such as low spatiotemporal accuracy

poor model interpretability

and insufficient understanding of urban application scenarios. Based on an analysis of these issues

we propose potential research directions for the future

including the acquisition of high spatiotemporal resolution population mobility data through multi-source data integration

the construction of hierarchical population mobility networks

mechanism-driven population mobility modeling

and scenario-driven urban applications. These research directions are hopeful to significantly advance the development of population mobility perception and modeling

providing powerful scientific support for urban applications. As the pace of urbanization accelerates and information technology evolves

the study of population mobility perception and modeling will play an increasingly important role in urban management and services.

关键词

Keywords

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