京津唐地区HFMD时空变异分析与影响因子探测

手足口病（HFMD）是一种多发于儿童的常见传染病。近年来,中国HFMD发病人数逐年上升,疾病疫情也日益受到社会广泛关注。虽已有不少相关研究,但对于探测其时空异质性及量化潜在影响因子解释力的研究仍然较少。本文采用地理探测器及贝叶斯时空层次模型,对2009-2013年京津唐地区HFMD发病率的时空异质性进行分析,并量化各影响因子及其两两交互作用对HFMD发病率的解释力。结果表明：① HFMD的相对风险存在时间异质性,其发病风险在春夏季（5-7月）达到峰值,而冬季（12-次年2月）发病风险最低;② HFMD的相对风险存在空间异质性,在经济发达的地区HFMD发病率较高;③ 影响HFMD发病率时间异质性的主要气象因子为平均温度、累积降水、相对湿度,解释力分别为0.38,0.27,0.13,且交互作用都大于独自影响的作用,如平均温度和相对湿度、平均温度和降水,平均温度和风速两两交互的解释力分别为0.43, 0.40, 0.42。通过研究京津唐地区HFMD发病率的时空异质性以及影响因子的量化状况,为本地区HFMD的预防和控制提供理论依据。     

重庆市新型冠状病毒肺炎流行时空特征及其与人群活动性的关系

本文收集了重庆市2020年1月21日—2月24日确诊的545例新型冠状病毒肺炎（COVID-19）病例个案信息,结合1500万手机用户在疫情期间的信令轨迹大数据,分析了其疫情的时空演化特征以及人群活动的变化规律,并从复杂网络的角度揭示了疫情分布的异质性,从疫情传播与人群活动之间的关系揭示了异质性的原因。研究发现：① 重庆市疫情在时间上,经历了以输入病例为主、输入和本地病例共存、以本地病例为主3个阶段,病例实时再生数（R_t）初期较高,随着防控措施的实施,逐步减小;空间上,病例分布呈现显著聚集性,病例高聚集区主要分布在以万州区为核心的渝东北地区和以主城区为核心的渝西南地区;② 疫情发生后,重庆市人群移动总量减少为疫情前的53.20%,减少主要集中在主城区以及其他各区县的中心城区,而郊区、农村的人群移动变化不大,甚至有所增加;③ 人群活动与病例发生之间存在不同程度的相关性,具体为：每日人群移动总量与病例实时再生数、一个平均潜伏期（7 d）后的每日新增病例数的相关系数为0.97、0.89,揭示了人群活动与病例增长的时间相关性;各街道（乡镇）人群移动总量与其累计确诊病例数、本地感染病例数之间的相关系数为0.40、0.35,揭示了人群活动与病例空间分布的相关性;病例高聚集区与人群移动网络社区对应,且与网络社区内人群活动较强的区域吻合,揭示了重庆市疫情传播的本地聚集特征。大数据与疫情信息的聚合分析证实,切断人群移动网络社区之间的连接,并遏制疫情高风险社区内部的传播是在城市内部疫情防控的有效措施。     

面向疾病的空间聚集性与影响因素分析方法

疾病的发生与自然环境、社会环境和人群特点密切相关,其发生与流行通常具有一定的空间分布特征。针对目前在疾病空间聚集特征与影响因素的已有研究中,缺少两者关联关系的探讨,以及空间尺度多集中于省、市和县域,因此,本研究提出一种面向疾病空间聚集性与影响因素分析的方法。以武汉市的历史肺结核数据为例,进行基于乡镇尺度的肺结核发病率数据及影响因素数据的处理与整合,基于空间自相关方法分析2011年、2013年和2015年肺结核空间聚集情况;并运用地理探测器探测肺结核发病率空间分布的影响因素及交互作用,探究肺结核空间聚集的成因。结果表明：肺结核热点聚集乡镇主要分布在新洲区、江夏区和蔡甸区,冷点聚集乡镇主要分布在洪山区;植被指数、人口密度、人均GDP及五类兴趣点密度（医疗保健类、生活服务类、餐饮类、住宅类和农林牧渔类）为肺结核发病率空间分布的主要影响因素,其交互作用对肺结核发病率影响显著增强。研究成果可为武汉市肺结核防治提供科学参考。     

基于手机信令数据的城市小活动空间人群空间分布特征

小活动空间人群是指日常活动范围较小的居民群体,他们对城市公共资源的需求主要集中在家庭位置附近的区域,分析其活动的时空规律特征,有助于更好地实现城市公共资源的均等化和精准化配置。然而目前研究中对此类人群关注较少,为此,本文提出一种基于手机信令数据的小活动空间人群识别及其空间分布的研究方法。首先识别用户家庭位置和停留点位置,构建基家最大距离指标,度量用户以家庭位置为中心的活动空间范围,并据此筛选小活动空间人群;其次根据用户与家庭位置间的距离信息构建“时间-距离”框架下的用户轨迹,在此基础上构建基于面积的轨迹相似性方法;然后利用逐级合并的层次聚类算法,根据用户轨迹的相似性对其进行聚类,挖掘小活动空间人群中典型活动模式;最后根据用户的家庭位置,进一步分析不同活动模式人群的时空分布特征。本文以上海市手机信令数据为例对该方法进行了测试,结果表明：① “时间-距离”框架下构建的基于面积的轨迹相似性方法,可反映用户基于家庭位置进行活动的时空特征,而逐级合并的层次聚类算法对典型活动模式挖掘的效率有明显提高,有助于研究城市居民的移动模式;② 上海市小活动空间人群分布呈现出圈层结构,主要分布在中心城区,郊区的工厂和大学城以及各区的商业中心附近,在郊区过渡区相对较少。本文提出的方法能够用于分析城市小活动空间人群的时空分布特征,可以为目前各大城市提出建设社区生活圈的决策提供方法支撑。     

多时相耕地覆盖提取和变化分析：一种结合遥感和空间统计的时空上下文方法

基于多时相影像的耕地提取和变化分析是有效管理和保护耕地资源的重要手段。然而就多时相耕地的分类提取而言,现有方法对于多时相影像中地物的时空特征表达和时空上下文关系建模存在着局限性,导致耕地的提取精度不佳;其次,对于耕地的变化分析,现有方法往往只关注基于行政单元的耕地面积统计变化,而对耕地变化在空间上的相关性分布特点考虑较少。因此,本文首先提出了一种时空上下文分类方法,综合表达和利用多时相影像中地物的光谱、纹理和空间等特征,建模时空维度上地物间在特征和语义上的上下文关系,来提高耕地覆盖分类的精度;其次,基于耕地覆盖的提取结果,在规则格网和行政区划单元上,采用GIS空间统计方法分析耕地变化的空间相关性特点;最后,以北京市顺义区为例,以2015—2019年的多时相Sentinel-2影像为数据源对本文方法进行验证。结果表明,与常见的2种多时相影像分类方法相比,本文方法在多时相耕地分类上精度最高,平均用户精度和制图精度分别达到91.21%和90.53%,所有类别的总体精度为90.79%。这表明本文方法能精确提取多时相耕地覆盖信息。通过对耕地变化的空间分布特点进行分析,发现2015—2019年顺义区耕地变化存在区域聚集现象,主要呈现为集中减少特点,其中赵全营镇、高丽营镇、木林镇和杨镇地区耕地的聚集性减少较为明显,说明这些地区的耕地侵占和减少问题比较严重。     

近20年京津唐地区不透水面变化的遥感监测

不透水面是衡量城市化程度的重要指标之一,对京津唐城市群的不透水面进行深入研究,可以量化城市群扩张过程及其影响,对该区域多城市协调发展及规划布局具有重要意义。本文结合高分辨遥感影像、生长季及落叶季的Landsat TM遥感影像和夜间灯光数据等,采用分类和回归树（Classification and rRegression Tree, CART）算法,构建了适于京津唐地区不透水面盖度提取的技术方案,获取了京津唐地区1995-2016年共5期地表不透水面盖度专题信息,并分析了地表不透水面的时空演变规律,结论为：① 适于京津唐地区不透水面盖度提取的CART算法的最佳输入变量组合为：生长季和落叶季的Landsat TM图像以及对应的夜间灯光数据;其次为生长季Landsat TM遥感图像和夜间灯光数据组合方案。利用该组合方案,ISP估算输出结果的交叉验证精度R值可以达到约0.85,可以满足地表不透水面纵向对比分析的需要。② 从地表不透水面总面积数量值来看,1995-2016年京津唐主体城市区域整体上呈增长趋势,其中2011-2016年地表不透水面积增加愈加明显;③ 从地表不透水面盖度值的高低来看,1995-2016年京津唐中、高盖度不透水面的占比都是在不断增长的,低盖度不透水面占比存在少量下降现象,且京、津、唐3城市的主体城区各阶段变化差异较大,反映出了各城市扩张具有各自不同的时空演变特征。     

2008—2018年中国手足口病时空分异特征

手足口病是一种在婴幼儿中多发的常见传染病,对儿童的身体健康具有重要影响。为揭示我国手足口病的时空分异特征,为手足口病的防控提供科学依据,本文选取自2008年手足口病被列为丙类传染病以来至2018年中国手足口病发病率为研究数据,运用全局莫兰指数、Getis-Ord G_i ^*、新兴时空热点分析和标准差椭圆等空间统计方法对中国手足口病的整体和局部时空分布模式、特征和趋势进行了分析。结果显示：① 2008—2018年我国手足口病发病率呈现显著的空间聚集性,且聚集的强度显著增高;② 我国手足口病发病的热点区域主要集中在东南沿海地区,且较明显向内陆以及北部沿海地区扩张,而冷点区域主要集中在西北内陆以及东北地区;③ 我国手足口病的新兴时空热点模式以振荡的热点为主,新增热点主要出现在云南、重庆和四川,而冷点分布区域相对稳定,且冷点大部分以加强的、持续的模式出现;④ 手足口病高发病率区域在2008—2018年期间主要向西南方向移动,但在2008—2009年、2013—2014年以及2017—2018年存在向北部移动的趋势,同时2018年手足口病在东—西方向上的分布范围显著增大。总体来说,我国手足口病在南方地区高发。     

宋代科举人才空间聚集性探索

科举制度下选拔出的人才称为科举人才,其在社会阶级的纵向流动、思想文化传播、地方教育等方面发挥重要作用。科举人才的分布一定程度反映了地方的综合教育水平和文化繁荣程度。利用《宋登科记考》中的数据,以宋朝各位皇帝在位期间的各州府科举人才数量构建的时间序列为基础,结合归一化处理、空间自相关方法分析其差异性和聚集性,探索宋代科举人才的分布和区域演变特征,并结合史实在一定程度上分析了其原因。研究结果表明:①宋朝各州府在科举人才数量上极不平衡,南宋时期比北宋时期更不平衡;②北方科举人才在宋太祖之后处于劣势,宋真宗时期科举人才表现为东南区域聚集的趋势,这一趋势延续至南宋末期,佐证了文化重心南移完成于宋真宗时期的说法;③北宋西部科举人才数量高值聚集区范围远远小于东南高值聚集区,而南宋西部没有形成高值聚集区;④宋朝在北方边疆地区形成的科举人才数量低值聚集区,与宋朝发生战争密集的地区基本一致。     

基于位置签到数据的城市空间分析与可视化

微博签到是一种典型的基于位置的社交服务,反映出社交用户与城市公共空间的互动,海量的社交位置签到数据为城市研究提供了全新的视角。本文基于香港、深圳两个城市2014年1月至2015年1月时间段内的新浪微博签到数据,从签到数据空间特性、旅游热点分布和居民活动空间3个方面对城市空间进行了综合分析:空间相关性分析结果表明签到事件在城市空间的分布具有明显的聚集性,并根据空间扫描统计结果依次标识出签到事件高值聚集区;针对旅游类签到数据分析发现两城市旅游关注度的时间变化趋势一致且峰值与我国假期时间分布相吻合,旅游热点主要分布于城市中心地带;以签到事件的规模、强度和集聚程度作为居民活动的表征分析城市活动空间特征,结果表明居民活动的核心圈层受到传统行政区划影响但分布已初步呈现"多心开敞"的空间形态。     

基于城市微博签到数据的人群活动时空特征分析

城市是社会经济发展的核心区域,城市的人类活动与土地利用、空间结构有重要内在关系。掌握人类的活动信息并进一步挖掘其活动规律有利于城市的科学规划和精细化管理。基于城市微博签到数据采用核密度分析、热点分析等不同统计分析方法分别从时间和空间角度对人群活动特征进行分析。研究发现:在传统作息规律决定签到活动的基础上,夜间活动的时间逐渐增加;人群活动空间分布不均匀,主要集中在景区附近,符合典型旅游城市人群分布特征;工作日与休息日人群空间分布高密度区近乎相同,但工作日人群空间分布相对分散在四面八方,而休息日相对集中于景区附近;将签到数量较为突出的时间点与具体空间分布情况结合,可以监测热点事件的发生。     

陕西省HFRS疫情时空分异特征及影响要素研究

肾综合征出血热（HFRS）主要是由鼠类携带传播汉坦病毒而引起的一类自然疫源性传染病,严重危害着人类健康。陕西省是我国HFRS疫情最严重的省份之一,发病率居全国前列,研究其疫情时空分异和影响要素对指导当地疫情防控具有重要意义。本研究基于2005—2017年县区尺度HFRS发病率数据,采用空间自相关、热点分析等方法分析陕西省疫情时空分异特征,并利用地理探测器探究影响疫情的主要自然环境和社会经济要素。结果表明：2005—2017年陕西省HFRS发病率明显高于全国水平,同时呈现明显的时间波动和空间聚集,平原面积占比、建设用地面积占比、人口密度等因素可以解释约20%的HFRS疫情空间分异;关中平原聚集了陕西省90%以上的高发病县区,其疫情亦呈现明显的空间分异性,主要受降水量、 NDVI、土地利用类型等因素的影响。由此可知,高发病县区聚集、且自然环境和社会经济条件明显不同的关中平原是陕西省HFRS疫情流行的关键地区。因此,建议陕西省HFRS疫情防控应当重点关注降水量、植被状况以及土地利用类型,特别是在土地城镇化水平较高、人口密度较大的关中平原进行有效的防控干预。     

中国省域煤矿事故时空分异特征及影响因素研究

煤矿事故给国家和人民带来巨大的生命财产损失,科学把握煤矿事故发生的宏观规律及区域煤矿安全的影响因素有助于促进煤矿安全生产。本文尝试采用GIS空间分析方法开展区域煤矿事故的研究,基于空间自相关性、时空演化规律方法研究了2006-2015年中国省域煤矿事故的时空分异特点,并分析了省域煤矿安全的影响因素及相对风险度。主要结论：①中国各省区之间煤矿事故存在明显的空间自相关性,但随着各省区煤矿安全生产形势改善情况的不同,其自相关性在不断下降;②以空间重心转移曲线分析中国煤矿事故发生的时空演化规律,10年间煤矿事故空间重心向东北方向转移。③重特大事故频发的省区由于监管措施的有力执行往往具有较低的煤矿百万吨死亡率;平均煤矿生产能力低的省区具有较高的煤矿百万吨死亡率;④建立基于解释变量的贝叶斯空间模型,以煤炭百万吨死亡率为指标评估中国各省区煤矿事故相对风险度,中国煤矿安全生产相对危险度存在明显的空间分布规律且各省区差异较大,相对危险度较高的省区主要集中在南方地区,包括湖北、福建等,危险度较低的省区主要集中在中东部地区,包括山西、内蒙古等。     

基于Voronoi图的高密度城区停车场空间布局分析——以广州市海珠区为例

停车场是高密度城区基础设施的重要组成部分,对人口、道路、建筑等具有一定空间依赖,并形成其特定的分布规律。本文以广州市海珠区为例,运用Voronoi图对高密度城区停车场空间布局特征和空间聚集度与其影响因子的空间自相关性进行了GIS系统分析。通过研究区内及各街道区域内建立停车场Voronoi多边形,计算CV值、聚类指数及停车场聚集度。分析表明:(1)在高密度城区内,全区范围及各街道区域内停车场有集聚布局的趋势。集聚核出现在西北面江南大道商业圈和北面广州新中轴线贯穿的海珠区中心区段,高密度城区停车场有围绕商圈、中心发展区等高密度城区特征,突出区域集聚的趋势。(2)人口密度、道路密度、建筑密度等因子在全局及局部上影响着停车场的空间布局,而人口密度的影响最明显。(3)高密度城市化发展水平越高,各影响因子对停车场的密度与集聚程度影响越显著。     

在GIS支持下的区域经济发展类型分析——以安徽省为例

从县域经济类型划分的角度,采用一种新的思路方法并借助于GIS强大的空间分析以及Splus for Arcview模块统计分析功能,对安徽省县域经济进行了分析。首先利用GIS相关软件的插值和叠加显示功能生成安徽省县域人均GDP、相对增长速度和局域空间自相关专题图形,分析显示安徽省县域经济存在的巨大差异。然后对上述3个专题图形进行图层信息提取,并利用Splus for Arcview模块进行聚类分析,再把聚类结果叠合显示,得出安徽省经济类型分区,全省划分为5个类型区。最后对分区的合理性进行了验证。     

基于改进两步移动搜索法的北碚区医疗设施空间可达性分析

针对当前医疗资源分布不均问题,本文以重庆市北碚区为例,以行政村为最小研究单元,借助GIS空间分析技术,将多级半径和高斯距离衰减函数相结合来改进两步移动搜索法,对北碚区医疗设施空间可达性进行研究。结果表明：① 改进两步移动搜索法综合考虑了医院等级规模对居民的吸引力、距离衰减因素对居民出行意愿的影响等因素,在识别高可达性区域内部差异和边缘低可达性区域方面具有较高的敏感性,因此其计算结果能够更准确地刻画北碚区的医疗设施空间可达性特征;② 北碚区整体医疗设施空间可达性较好,呈现由中心向四周递减的特征;③ 借助冷热点分析发现北碚区医疗设施可达性空间差异大,两极分异显著,高值区主要集中在东阳街道、朝阳街道、天生街道、北温泉街道和龙凤桥街道等中心城区,低值区主要集中在金刀峡镇、柳荫镇、三圣镇、复兴街道和静观镇等边缘地区。研究结果可为相关部门制定决策规划提供依据。     

基于多源数据的县域主导功能类型划分及其空间结构模式识别

研究县域主导功能类型并分析空间结构模式对区域全面、协调、可持续发展的引导和规划调控具有重要意义。本文以广东省为例,利用K-means聚类分析对其124个县域单位主导功能区类型进行划分;基于腾讯位置大数据,利用位序—规模法则构建空间结构指数,并结合遥感数据对不同主导功能县域的空间结构模式进行识别和分析。研究表明：① 利用统计、遥感、社交媒体以及夜间灯光等多源数据和K-means聚类方法进行县域主导功能区分类,分类结果能客观反映区域特征,广东省县域主导功能可分为生态主导型、农业主导型、工业主导型、中心服务型和均衡发展型5类;② 基于腾讯位置大数据的位序—规模法则方法能够突破城市尺度,结合遥感数据定量分析,可用于中观县域尺度的空间结构模式识别研究;③ 农业主导型和生态主导型县域空间结构指数均值都大于1,呈单中心空间结构特征趋势;工业主导型县域空间结构指数均值小于1,呈多中心空间结构特征趋势;均衡发展型县域空间结构指数均值接近1,不同地区均衡发展型县域所呈现的空间结构特征存在差异;④ 不同主导功能县域之间的空间结构模式差异明显,生态主导型县域多呈单中心极核式,农业主导型县域多呈单中心极核+散点式,均衡发展型县域多种模式并存特征明显,而工业主导型县域呈多中心网络分布模式。     

城市创意产业空间动态集聚演化的计算与可视优化方法

基于人文地理视角下的城市创意产业图像可视化分析对城市深层次空间综合和区域创新发展具有重大意义。但Swarm群智能动态时空建模难以满足创意产业空间集聚的可视化发展。本文研究目标是,从城市区域创意产业空间聚类影响因素指标出发,创新性地提出区域空间动态集聚轨迹算法（Density-Based Interest Spatial Clustering of Path,DBICP）,并与计算机浏览器共建聚类可视化图像,为城市管理提供决策依据。首先,根据影响因素指标体系,利用2014—2018年空间卡口流量数据和产业指标数据进行预处理,构建空间标准聚类算法DBSCAN。然后,对其进行聚类密度分级优化形成全新DBICP算法并得出初步轨迹图像。最后,通过源码转译实现了浏览器界面下空间动态集聚轨迹图像的输出。结果表明：以上海市为例,普陀区、浦东新区、徐汇地区的创意产业空间分布形成了3种不同的聚类模式,并相应提出了分摊、均布、虹吸的管控策略。此方法克服了传统图像的聚类分级和轨迹测量的缺失,可以有效地从指标数据中发现图像轨迹聚类信息,体现了地理信息科学和人文社会学科的交叉融合。也为大数据动态图像的集聚方法提供了全新视角和借鉴价值。     

Spatiotemporal Dynamics of Green Total-factor Water-use Efficiency and Its Influencing Factors in China

In this study, we developed an evaluation index system for green total-factor water-use efficiency(GTFWUE) which reflected both economic and green efficiencies of water resource utilization. Then we measured the GTFWUE of 30 provinces/municipalities/autonomous regions(hereafter provinces) in China(not including Tibet, Hong Kong, Macao, Taiwan as no data) from 2000 to 2018 using a minimum distance to the strong frontier model that contained an undesirable output. We further analyzed the regional differences and spatial correlations of GTFWUE using these values based on Global and Local Moran's I statistics, and empirically determined the factors affecting GTFWUE using a spatial econometric model. The evaluation results revealed that the GTFWUE differed substantially between the regions. The provinces with high and low GTFWUE values were located in the coastal and inland areas of China, respectively. The eastern region had a significantly higher GTFWUE than the central and western regions. The GTFWUEs for all three regions(eastern, central, and western regions) decreased slowly from 2000 to 2011(except 2005), remained stable from 2012 to 2016, and rapidly increased in 2017 before decreasing again in 2018. We found significant spatial correlations between the provincial GTFWUEs. The GTFWUE for most provinces belonged to the high-high or low-low cluster region, revealing a significant spatial clustering effect of provincial GTFWUEs. We also found that China's GTFWUE was highly promoted by economic growth,population size, opening-up level, and urbanization level, and was evidently hindered by water endowment, technological progress, and government influence. However, the water-use structure had little impact on GTFWUE. This study fully demonstrated that the water use mode would be improved, and water resources needed to be used more efficiently and green in China. Moreover, based on the findings of this study, several policy recommendations were proposed from the aspects of cross-regional cooperation, economy, society, and institution.     

河北省太阳散射辐射时空分布特征研究

为更好地利用太阳能资源,对河北省太阳散射辐射时空分布特征进行研究。利用1961--2010年河北省周边7个太阳辐射观测站的资料,计算河北省周边7个太阳辐射观测站的散射辐射误差,拟合得出河北省太阳散射辐射经验公式,分析其时空分布特征。结果表明：（1）河北省近50年太阳散射辐射年总量总体呈微小的升高趋势。其中,升高幅度相对较大的秦皇岛为4．0％,升高幅度相对较小的廊坊为0．7％。（2）河北省水平面太阳散射辐射年总量近50年平均值空间差异不大,〈2240MI·m^-2主要分布在张家口西北部和秦皇岛西南部,〉2480MJ·m^-2主要分布在保定北部,大部分地区介于2320-2480MJ·m^-2。