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Título: Classifying urban venue types using temporal popularity patterns: a comparison of methods
Título(s) alternativo(s): Classificação de estabelecimentos urbanos usando padrões temporais de popularidade: uma comparação de métodos
Autor(es): Idehama, Carolina Kimie
Orientador(es): Silva, Thiago Henrique
Palavras-chave: Análise de séries temporais
Espaços públicos
Cidades e vilas - Processamento de dados
Sistemas de reconhecimento de padrões
Aprendizado do computador
Cidades inteligentes
Time-series analysis
Public spaces
Cities and towns - Data processing
Pattern recognition systems
Machine learning
Smart cities
Data do documento: 7-Nov-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: IDEHAMA, Carolina Kimie. Classifying urban venue types using temporal popularity patterns: a comparison of methods. 2026. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.
Resumo: Ambientes urbanos geram ricos padrões temporais de atividade em diversos locais, como restaurantes, bares e cafeterias. As dinâmicas de popularidade ao longo do tempo fornecem insights valiosos sobre rotinas diárias, hábitos coletivos e diferenças culturais na vida urbana. Neste estudo, compilamos um conjunto de dados em larga escala sobre a popularidade de locais em cidades do Brasil (BR) e dos Estados Unidos (EUA) e avaliamos uma ampla gama de métodos de classificação de séries temporais. Nosso objetivo é avaliar como diferentes abordagens capturam assinaturas temporais da atividade urbana e examinar sua robustez em diferentes contextos geográficos e culturais. Os resultados mostram que métodos baseados em dicionário e shapelets (por exemplo, WEASEL-D, RDST, TDE) consistentemente superam abordagens de aprendizado profundo, alcançando 𝐹1-scores máximos acima de 72.0%. A incorporação de metadados e extração automática de características (com Time Series Feature Extraction Library – TSFEL) melhora ainda mais a precisão da classificação, confirmando o valor de espaços de características enriquecidos. No entanto, a avaliação entre países revela desafios substanciais na transferibilidade dos modelos, com a maioria dos classificadores apresentando uma degradação severa de desempenho quando aplicados em contextos nacionais diferentes. Esses achados demonstram que os padrões de popularidade urbana contêm assinaturas temporais identificáveis que são tanto classificáveis quanto culturalmente específicas. O estudo destaca as forças dos métodos baseados em dicionário e shapelets, os benefícios da engenharia de características e as limitações do aprendizado profundo para essa tarefa. Além das contribuições metodológicas, os resultados oferecem orientações práticas para análises urbanas, sistemas de recomendação e aplicações de cidades inteligentes, onde compreender e prever o comportamento populacional ao longo do tempo é essencial para a entrega eficaz de serviços e planejamento.
Abstract: Urban environments generate rich temporal patterns of activity across diverse venues such as restaurants, bars, and coffee shops. Popularity dynamics over time provide valuable insight into daily routines, collective habits, and cultural differences in urban life. In this study, we compile a large-scale dataset of venue popularity data from cities in Brazil (BR) and the United States (U.S.) and evaluate a wide range of time series classification methods. Our objective is to assess how different approaches capture temporal signatures of urban activity and to examine their robustness across geographic and cultural contexts. The results show that dictionary-based and shapelet methods (e.g., WEASEL-D, RDST, TDE) consistently outperform deep learning approaches, achieving peak 𝐹1-scores above 72%. Incorporating metadata and automated feature extraction (with Time Series Feature Extraction Library – TSFEL) further improves classification accuracy, confirming the value of enriched feature spaces. However, cross-country evaluation reveals substantial challenges in model transferability, with most classifiers suffering severe performance degradation when applied across national contexts. These findings demonstrate that urban popularity patterns contain identifiable temporal signatures that are both classifiable and culturally specific. The study highlights the strengths of dictionary and shapelet-based methods, the benefits of feature engineering, and the limitations of deep learning for this task. Beyond methodological contributions, the results offer practical guidance for urban analytics, recommendation systems, and smart-city applications, where understanding and predicting population behavior over time is essential for effective service delivery and planning.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39218
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