临汾地区先秦时期聚落形态分析与时空演化研究

聚落的形态研究是综合反映社会组织结构和文明发展研究中的重要内容之一,是理解聚落聚集、文明发展、时空演化的重要手段,也是考古研究领域重视的问题之一。随着空间分析技术的发展,考古学者开始应用空间分析方法研究聚落,空间技术和多因子加权评价方法减少了依靠专业知识经验带来的主观性。本文以中华文明探源工程项目为背景,以聚落形态研究为目标,采用空间信息技术、分形理论、群体智能方法对临汾地区四个时期(7kaB.P.~2.7 kaB.P.期间,仰韶时期、庙底沟二期、龙山时期、夏商周时期)的聚落形态进行综合分析,形成了适合于黄河流域先秦时期聚落形态研究的方法,并以黄河流域文明发展的重要区域-临汾为示范区开展了聚落形态及其演化分析研究,同时结合气候、地貌、水系流域等环境因素对四个文化时期的聚落遗址发展演化情况作了详细的论述。论文主要创新点如下:(1)构建了宏观-微观尺度的聚落形态研究体系。宏观上采用空间聚类、分形及出行空间聚落集群分析方法进行聚落形态研究,微观上从每个聚落遗址的出行交流出发,模拟出行路线以重建聚落出行交流主干线,建立了适合于黄河流域聚落形态研究的多方法综合研究体系,可用于流域内不同文化类型聚落遗址的聚落形态研究。(2)创新性地提出了基于地形约束空间距离算法的聚落形态研究方法,用于解决聚落聚类过程中对地形考虑不足的问题,使得聚落群划分结果更加客观合理,更适合聚落形态研究的目的。(3)提出了基于梯度下降的变邻域蚁群算法出行模拟方法,结合地形和人类出行预判经验,提高了古人类出行模拟的真实性。采用方向约束和全局及局部优化规则以提高算法效率,应用于临汾地区先秦聚落的出行模拟中,以重建的古人类出行交流主干线为基础,分析聚落形态。(4)从聚落遗址出行空间角度,以地形、生物机能等多特征出行网络为基础,提出了基于出行空间的聚落集群分析方法,实现了日常出行局部范围内的聚落集群分析。     

出租车轨迹数据的南京人群出行模式挖掘

针对现有出租车轨迹数据挖掘中时间序列邻近度量方法存在的问题,提出一种基于DBSCAN算法和改进的DTW距离的时间序列聚类算法提取具有相似性出行特征的时空模式,进而研究城市人群出行行为的时空差异。以南京市为例,结合电子地图对出行模式的空间分布特征进行分析,证明了本文所提出的方法的有效性。实验结果表明:在空间分布上,工作日出租车出行模式按照平均出行频次由高到低排序,从城市中心向四周扩散,呈中心环状分布,出行模式区域界限较为明显,同类出行模式分布区域对应相似的功能。提出了一种基于DBSCAN算法和改进的DTW距离的时间序列聚类算法提取具有相似性出行特征的时空模式,有效地分析城市人群出行行为的时空差异。     

北京城区就医可达性评价及空间特征分析

以GIS网络和空间分析技术为基础,运用两步移动搜寻法对北京市城六区医疗服务的可达性进行了研究;综合比较了地面交通和轨道交通两种出行方式下的就医可达性结果,并对空间分布特征进行了分析,为相关部门设施规划和资源分配提供了重要依据。分析结果表明,北京城区就医可达性分布不均衡,呈从中心向外降低的圈层结构。     

GIS与Voronoi多边形在医疗服务设施地理可达性分析中的应用

地理可达性是研究评价各种服务设施布局及其服务域的重要指标之一,空间距离、交通便捷性、出行成本等是可达性测度的重要因子。由于医疗设施等公共设施通常以服务的公平性和覆盖性为目标,因此可定义居民点到最邻近医院的距离为地理可达性的测度。在此基础上,作者提出了基于GIS与Voronoi多边形的地理可达性计算方法。这一方法不仅将地理可达性分析中的空间点对之间的距离计算简化为空间查询,方便了GIS应用,而且计算的Voronoi多边形在本质上就是最邻近意义上医院的服务域,即服务域内各居民点到该医院的距离就是最邻近距离。此外结合人口分布等属性数据,还可深入分析各医院的服务承载力,本方法为医疗设施等公共服务设施的规划决策提供了重要的工具。     

出租车出行的居民活动区域与住宅价格的相关性

出租车数据能够反映居民出行的时空分布特征,与房价有密切关系。本文通过爬取链家网上公开的大连市房价数据,采用Kriging法对房价数据进行插值,生成大连市住宅价格分布图;通过获取出租车的乘降点数据,采用K-means法对乘降点数据进行聚类,得出居民出行区域的空间分布特征。通过对出租车乘降点空间分布数据与住宅价格数据的相关性进行分析,发现居民出行活动密集、频繁的区域,其周围的房价普遍偏高。实验结果表明房价与出租车数据呈正相关,对利用出租车数据研究房价具有重要意义。     

齐鲁文化中山东古代书院与文化名人时空特征研究

齐鲁文化是培育新时期山东精神的丰富文化资源,也是新时期山东精神的深厚文化基础.齐鲁书院曾经是一个重要的教育机构.齐鲁书院与文化名人生平轨迹体现了古代文化、学术变迁的轨迹和趋势,大大促进了当今齐鲁文化的传承和发扬.如今已有的少量对书院和文化名人的研究多为人文研究,对齐鲁地区书院与人文的时空分布研究同样较少.本文通过收集历史人文数据和自然地理数据,利用分布中心分析、缓冲区分析、空间统计分析、栅格运算分析和空间插值分析等GIS方法对齐鲁古代书院和文化名人的时空特征进行了深入探究,结果表明,书院建设受当时自然、政治、经济的影响较大;孔子、孟子等文化名人在各大书院的活动更是为当时齐鲁文化的发展做出了重要贡献;书院不仅是人才的集中地,更是当时的人才培养基地,其空间分布也为当时人才选拔奠定了基础.本文中的时空分析对于了解古代齐鲁书院的发展、教育史,汲取良好教化资源和发扬地域文化,协同推近中国梦的实现具有重要的现实意义.     

基于GIS的宁波城市公园可达性与社会公平性研究

城市公园是提升城市居民生活质量的重要便利设施.基于GIS技术,从城市居民步行交通方式的角度出发,运用网络分析方法,对宁波市城市公园的可达性和社会公平性进行了评价,其中在对城市公园社会公平性的评价中采用了基尼系数、洛伦兹曲线以及区位熵3个指标来进行分析.研究显示,步行出行交通方式下,研究区内城市公园的可达性差异较大,以三江口地区为中心,呈同心圆形式向外依次递减的特征;城市公园资源分配基尼系数为0.278,处于比较平均阶段,但从地理空间分配角度来看,城市公园资源与各乡镇、街道的人口分布之间仍存在一定程度的空间分配不平衡,其服务范围内部存在着不公平的现象,因此,需要进一步的规划来减少各地区之间的不公平现象.该研究成果可为宁波未来城市规划和生态环境建设提供相关决策支持.     

海口市网约车乘客出行时空模式挖掘

针对利用起讫点数据研究出行特征导致时间与空间维度割裂的问题,该文提出了一种出行模式分析方法.基于海口市滴滴出行2017年5-10月的1 200余万个订单数据,利用以鲁棒局部加权回归作为平滑方法的时间序列分解方法(STL)开展时间趋势分析.基于整体趋势,将海口市划分为1 km×1 km的网格,引入经验正交函数分解法(EOF),将海口市居民的出行时间序列分解为空间模态和时间系数两部分,以探讨居民出行规律.结果显示,在研究时段内,研究区内的出行量整体呈上升趋势;出行模式具有很强的周期性;居民出行的时空模式在工作 日与周末存在差异.该文深入分析居民的出行模式,可为优化交通资源配置等提供科学依据.     

顾及兴趣点潜在上下文关系的城市功能区识别

城市功能结构的探索对人们理解城市及城市规划有着重要的作用。兴趣点(point of interest,POI)数据作为城市设施的代表,被广泛应用于城市功能区提取。以往对城市功能区研究大多只考虑了POI统计信息,忽略了POI中丰富的空间分布信息,而POI空间分布特征与区域功能密切相关。本文利用空间共位模式挖掘方法挖掘POI潜在上下文关系,提取POI空间分布信息,构建区域特征向量,并进行区域聚类;再利用POI类别比例、居民的出行特征等对聚类结果进行识别。以北京市核心城市功能区为例,将研究结果与北京市百度地图、居民出行特征进行对比验证分析。试验表明,本文方法能识别出具有明显特征的城市功能区,如成熟的娱乐商业区、科教文化区、居住区等。同时,与基于POI语义信息的LDA方法及顾及POI线性空间关系的Word2Vec方法进行对比分析,证明了本文方法的优越性。     

出租车出行的空间不平等及其与人口结构的关联

出租车出行是表征空间不平等的重要指标,分析其特征对于城市规划、交通管理、智慧城市建设等具有重要意义。利用中国上海市出租车出行的车流数据与人口普查数据,对研究区域进行空间多尺度划分,运用Hadoop大数据处理、社会网络分析、地理加权回归等方法,探究中国上海市出租车出行的空间不平等状况及其与人口结构的关联性。结果表明:上海市存在出租车出行的空间不平等现象,在中心城区以及城市副中心区域,出租车出行便利性高于其他地区且平均出行距离小于其他地区;不同类型人口在出行能力上有差异,出行弱势人群(儿童、老人、外来人口、农业人口等)比例高的区域具有更低的出行便利性与更长的出行距离,这一相关性随空间位置与空间尺度的变化而发生变化。     

The accessibility analysis of multiple public facilities in the central urban areas based on multi-transportation modes: A study in Chengdu

With the rapid development of social economy in Chengdu, it is of great significance to analyze the accessibility of a public facilities resources, and services in respective regions for the spatial planning of public facilities and the optimization of urban construction in Chengdu. Most existing studies only consider the accessibility of a single public facility under a single transportation mode studying facilities at the same level. In this research, with the consideration of all these factors mentioned above, an improved 3-step floating catchment area (3SFCA) model of multi-transportation modes is introduced to analyze the accessibility and spatial distribution of multiple types of public facilities under multiple traffic modes. The new model classifies the grade of public facilities and calculates the service accessibility of public facilities under the driving, public transport, cycling, and walking modes in the five dimensions of education, medical care, commerce, transportation, and leisure in the central urban areas of Chengdu. Through the comparative analysis of multiple models, we found that the improved 3SFCA can more accurately evaluate the accessibility of all dimensions of public facilities in central urban areas of Chengdu. The accessibility of compound public facilities in the central city is excellent. With the gradual expansion to the outward areas, the diversity and accessibility of compound public facilities gradually decreases. Furthermore, the accessibility distribution of public facilities in the study area is not balanced. The accessibility between the central urban areas and the marginal areas differs greatly and the spatial differentiation is substantial.     

基于GIS的大连市沙河口区城市绿地公平性研究——以可持续人居环境为视角

我国快速城市化进程正在遭受着环境污染、交通拥挤、住房紧张等一系列的城市问题,城市生态环境质量持续下降。城市绿地对城市碳氧平衡的调节具有重要作用,大力发展城市绿化将有助于改善城市环境问题。但目前我国城市绿地建设缺乏具体的空间分布规划,只注重绿地覆盖率和人居绿地面积,绿地服务功能的公平性问题没有得到充分重视。本文利用ArcGIS对大连市沙河口区的绿地可达性进行了研究,通过对比绿地可达性与沙河口区人居环境类型发现,高收入社会群体拥有比低收入社会群体更高的绿地可达性。城市规划者应该注意到这些问题,并在今后的建设中关注社会各阶层对绿地的需要,使城市居民在享受公共服务资源上更为公平。     

基于细粒度人口数据的深圳公园绿地可达性评价

公园绿地是城市公共基础设施的重要组成部分,公园合理的空间布局有助于城市居民便捷和公平地享用其服务功能。根据深圳市建筑普查数据和细粒度的人口数据提取住房信息,结合公园绿地数据和土地利用情况,针对不同类型公园的服务能力分别采用合适的可达性计算方法,从住房、社区和街道三个尺度评价深圳公园绿地可达性,结果表明:社区公园可达性一般,仅57.62%的社区的居民步行500 m以内能到达最近的社区公园;城市公园可达性总体较好,95.87%的社区市民步行前往最近城市公园所需时间在20 min以内。然而,大鹏半岛无城市公园,且多为自然生态保护区,市民到达城市公园所需时间长。社区公园可达性好的区域呈带状分布于深圳南部各区,城市公园高可达性区域呈多核围绕在各区行政中心。     

基于GIS的青岛市中心城区道路网络可达性研究

针对青岛市中心城区交通网络建设不完善的问题,研究了该区域路网的综合可达性,并提出了相应的解决方案。基于GIS平台,建立了青岛市中心城区路网模型;选取最小阻抗(时间和距离)、交叉口服务指数、路网密度和路网连通度作为关键评价指标,分别从路网距离关系、路网结构合理性、路网密度和路网发育程度4个方面分析了该区域的路网可达性;在此基础上,建立了青岛市中心城区路网综合评价模型。研究结果表明,该区域的路网以多中心多圈层形式分布,整体可达性良好;西南区域路网密度低,南部外围区域机动性差,南部地区可达性较差,应不断加强该地区的基础设施与路网建设。     

基于GIS的邯郸市医疗服务设施可达性分析

通过网络POI收集和地图截取手段获取邯郸市主城区范围内的居民点、医疗服务设施、路网数据,结合GIS的网络分析技术和改进的潜能模型对城市医疗服务设施可达性进行综合分析。结果表明,邯郸市的医疗设施资源分布主要集中在城市中心区、南部和东北部片区,在西南和北部城区医疗设施资源较少,且3种医疗设施可达性的分布差异较大。本文的结果对于医疗设施布局和规划具有重要的参考意义。     

城市公共服务设施优化配置模型研究的近期进展与展望

城市公共服务设施优化配置是实现城市公共服务均等化的必要途径。近年来，时空大数据、智能决策与仿真等技术蓬勃发展，引发了城市公共服务设施配置模型研究的革命。基于以上时代背景，本文对城市公共服务设施优化配置模型的近期研究进展进行了总结和展望：①优化决策模型朝着精细化方向快速发展，优化决策目标将更加多元化；②多源地理大数据和时空数据挖掘方法的城市公共服务需求建模动态化；③多目标群智能优化算法使城市公共服务设施优化决策朝着智能化的方向发展。随着大数据、云计算、并行计算和人工智能等新技术在GIS领域的广泛应用与集成，城市公共服务设施优化配置模型将越来越朝着精细化和智能化的方向发展。     

Spatial and temporal variations of spatial population accessibility to public hospitals: a case study of rural–urban comparison

Quantification and assessment of nationwide population access to health-care services is a critical undertaking for improving population health and optimizing the performance of national health systems. Rural–urban unbalance of population access to health-care services is widely involved in most of the nations. This unbalance is also potentially affected by varied weather and road conditions. This study investigates the rural and urban performances of public health system by quantifying the spatiotemporal variations of accessibility and assessing the impacts of potential factors. Australian health-care system is used as a case study for the rural–urban comparison of population accessibility. A nationwide travel time-based modified kernel density two-step floating catchment area (MKD2SFCA) model is utilized to compute accessibility of travel time within 30, 60, 120, and 240 min to all public hospitals, hospitals that provide emergency care, and hospitals that provide surgery service, respectively. Results show that accessibility is varied both temporally and spatially, and the rural–urban unbalance is distinct for different types of hospitals. In Australia, from the perspective of spatial distributions of health-care resources, spatial accessibility to all public hospitals in remote and very remote areas is not lower (and may even higher) than that in major cities, but the accessibility to hospitals that provide emergency and surgery services is much higher in major cities than other areas. From the angle of temporal variation of accessibility to public hospitals, reduction of traffic speed is 1.00–3.57% due to precipitation and heavy rain, but it leads to 18–23% and 31–50% of reduction of accessibility in hot-spot and cold-spot regions, respectively, and the impact is severe in New South Wales, Queensland, and Northern Territory during wet seasons. Spatiotemporal analysis for the variations of accessibility can provide quantitative and accurate evidence for geographically local and dynamic strategies of allocation decision-making of medical resources and optimizing health-care systems both locally and nationally.     

面向智能空间信息服务的网格GIS节点构建

针对网格空间信息智能服务系统的特点,将空间信息服务节点分为门户节点、管理节点、空间信息服务节点和功能服务节点四类,并对每类节点的构建进行了阐述,结合系统应用设计了一个试验环境,并进行了试验和总结。     

城市公共交通覆盖度空间统计分析研究

为了合理分析城市公共交通发展现状并对其发展提供可参考的依据,本文利用地理信息系统空间分析和统计方法,在确立多个评价指标的基础上,对城市公共交通覆盖度情况进行不同角度、不同方面的评价。以沈阳市内部分区域为研究对象,提取研究区域基础地理数据,结合人口数据以及公共交通线网缓冲区,选取城市主次干道为边界划分分析单元,将人口密度与道路数据相结合,将评价体系与数据进行对比分析。根据评价指标,得到研究范围内城市公交资源的分布状况。实验结果表明,该方法能够较好地分析城市公共交通分布特征,为城市交通规划设计提供思路。