小比例尺多尺度居民地面/面目标几何不一致性探测方法

不一致性探测是多源空间数据集成与融合、空间数据变化检测与更新、多尺度地理信息数据一致性维护的重要环节。居民地作为现实世界中变化最活跃的地理要素之一,其在多尺度地理信息数据库中表现出来的几何不一致性问题十分突出。在分析多尺度居民地面/面目标几何不一致性根源的基础上,将多尺度居民地面/面目标几何不一致分为实体表达状态不一致和实体表达形态不一致。提出了利用实体表达状态差异、空间位置差异、形状差异、大小差异以及面积叠置率探测多尺度同名面状居民地几何不一致性的方法,并给出了具体的实验步骤。实验结果表明,该方法能够识别出不同尺度数据中存在几何不一致性的同名面状居民地,不一致性探测结果可以作为多尺度居民地面/面目标几何一致性处理的依据。     

西方尺度研究进展：概念化框架、实践路径及启示

通过梳理西方尺度研究的内涵和主要内容,发现尺度主要包含尺度本体论、尺度隐喻和尺度实践3个主要要素。尺度的本体论认为尺度是静态的等级化的物质实体,尺度的隐喻体现在尺度可通过话语进行多样化的解构和表达,尺度实践表示尺度通过不同行动者间的互动进行社会建构以实现尺度的再创造。尺度的3个要素之间既有统一性又有对立性：在统一性上,尺度本体论为尺度隐喻与尺度实践的实现创造了前提,尺度隐喻及尺度实践发展了尺度本体论;在对立性上,尺度本体论是实在论立场,尺度隐喻和尺度实践是建构论的产物。西方尺度研究主要经历了2个典型的阶段：将尺度物化为固定的空间实体;不同行动主体运用尺度进行社会实践或话语表达。这启示中国化的尺度研究需要将两者结合起来,既要承认物质空间实体的作用,也要接受行动者的能动性,将尺度看作是人、物相互作用的关系网络。文章展示了尺度概念化框架并实现了尺度的应用路径归纳,具体体现在尺度化、尺度解构及尺度政治3个方面。同时提出将资源配置效果纳入到尺度实践的分析要素之中以实现尺度的政治经济,这不仅扩充了尺度的理论内涵,还增加了尺度的实践应用效果和范围。     

北京市健身俱乐部多尺度空间格局

城市健身俱乐部是现代城市游憩空间中的新事物。利用点格局识别和探索性数据分析方法,借助GIS和地统计分析等软件,分析北京市健身俱乐部空间格局特征。最邻近距离系数和样方分析表明,健身俱乐部在全局尺度上存在明显空间聚集,但在行政分区和交通线路分割的单元中,则表现出聚集、随机和离散分布的不同空间格局。1~5km共5个尺度格网单元统计分析进一步验证了健身俱乐部空间格局具有显著尺度效应。样本密度、最邻近距离系数、Moran’s I系数分析发现,样本密度和最邻近距离系数均呈现明显的空间分异和空间自相关,其中2km、3km尺度反映的微观形态特征最为显著。证明全局尺度并非分析健身俱乐部空间格局的唯一和最好尺度,部分微观单元上空间格局将更明显,格局特征也可能会与全局尺度相反。因此多类型、多尺度统计单元能够更全面地反映点要素分布的规律。多尺度空间格局研究,为准确描述城市游憩空间中的点要素空间格局特征,提供了新的研究思路和具体实证。     

新疆喀什地区旅游景观多尺度与多样性分析

旅游资源多尺度和多样性的分析是科学判定区域内旅游资源开发品味和空间组合的基础,引入景观地理学的视角与方法,对喀什的旅游景观通过宏观尺度和微观尺度,对其旅游景观的多样性原因进行了自然和人文两方面的分析;根据旅游资源线状集中和等级集中度的分析,结合旅游资源开发的基础和潜力,将喀什旅游资源从民俗风情景观、自然景观、历史文化景观和沙漠高山景观四个方面进行了空间组合并指出了旅游资源开发的重点方向。     

全球数据中心扩张的空间特征与区位选择

数字经济时代,新一轮信息技术革命对人类生产生活产生了复杂且深刻的影响,数据中心作为数据存储、分析、加工、应用的容器在全球数据价值链中的重要性日益凸显,成为全球数字化发展的有力支撑。在此背景下,厘清全球数据中心多尺度扩张规律及区位选择影响机制,指导数据中心在不同空间尺度下形成合理布局意义显著。为此,融合空间统计、空间分析、计量分析等方法,对2005—2020年全球数据中心扩张的空间特征与影响因素进行实证研究。研究发现：(1)全球数据中心空间扩张态势明显,增长重心与经济重心同步系统性东移,全球尺度形成北美、西欧、东亚三大增长核心;城市尺度上,城市群、都市区是数据中心扩张的主要空间载体,形成北京、东京、上海等多个数据中心枢纽城市。(2)多尺度空间扩张主要表现为邻近扩张、点状生长和聚集增长3种模式,在全球和城市尺度上形成“核心—边缘”、多核心结构等多种空间形态。(3)数据中心空间扩张的区位选择受市场规模、要素供给、运营环境的共同影响,但由于测量方式和空间尺度因素导致在国别和城市选择上存在一定差异。全球尺度受市场规模影响显著,要素供给和运营环境的影响表现出不同程度的阶段性特征;城市尺度受市场规模...     

新时代中国乡村空间特征及其多尺度治理

解构新时代乡村空间特征是构建乡村空间治理体系的前提条件,多尺度乡村空间特征及其治理路径将有效支撑国家治理体系的现代化。基于地理学综合性、区域性和流动性思维范式,解构多尺度乡村空间特征,总结其治理困境,建构基于地理学分析范式的多尺度乡村空间治理框架,探索可行的治理路径,进而构建了“特征识别—困境解析—治理框架—治理路径”的多尺度乡村空间治理系统研究方案。研究发现：(1)基于地理学综合性、区域性和流动性分析范式解析多尺度乡村空间运转逻辑,需要破解尺度综合、尺度分异和尺度流动对多尺度乡村空间特征的作用机制,突出乡村空间综合性特征、强化乡村空间异质性特征、融合乡村空间流动性特征;(2)城乡空间综合统筹不足和空间流动网络不畅通,叠加乡村空间异质性价值不显化是乡村空间治理亟待破解的困境;(3)“空间综合治理—空间分区治理—空间流动治理”多尺度乡村空间治理框架,有效破解城乡空间难综合、区域空间难协调、空间网络不畅通等问题;(4)统筹城乡空间的综合性治理、创新用途管制的区域性治理、均衡发展权配置的流动性治理是多尺度乡村空间治理的可行路径。厘清新时代多尺度乡村空间特征并建构科学的治理体系为推进城乡融合发...     

线状地物的区域影响模型及其 在综合评价中的应用

在地理学研究中, 常见各种线状地物对区域的性质产生重要影响。但在区域的综合评价 过程中, 对这种线状地物的影响多采用概化的评估方法操作, 如分区、分带和距离划分等, 并且评 估结果的生成效率较低。经过分析, 线状地物对区域的影响有距离衰减、等级效应、辐合效应和方 向效应等共性特点。通过对比, 发现线状地物对区域影响作用的空间分布属于二维场模型。场的 基本性质是具有空间结构和属性域、连续性、各向同性和各向异性、空间自相关等。为此, 我们提 出采用区域影响场模型对线状地物对区域的影响进行拟合, 并且利用GIS 软件生成线状地物的 区域影响场。通过实例验证, 结果表明运用区域影响场能够较好的反映线状地物对区域的影响作 用程度, 适用于线状地物对区域影响作用的表达。     

基于小波的浙江省NDVI与自然—人文因子多尺度空间关联分析

对地表植被的空间分布格局及其与自然、人文因子间的关系开展综合的、多尺度的定量分析,这是全球气候变化背景下土地利用与覆被研究中的一项重要内容。以地处亚热带湿润季风区的浙江省为研究区,设置了东西向(样线A)和北南向(样线B)两条样线,并应用小波分析方法对研究区NDVI、高程、坡度和土地利用强度等因子的尺度特征以及这些因子间的多尺度相关关系进行了分析。结果表明:1研究区内,NDVI、高程、坡度及土地利用强度的空间分布格局存在四个尺度域;2上述因子在样线A及样线B上的空间分布分别存在两个主要特征尺度,其中东西向(样线A)上的特征尺度为40 km和80 km,北南向(样线B)上主要的特征尺度为30 km和50 km;3在较大尺度域(8 km以上),土地利用强度是影响NDVI空间分布的最主要因素,而在小尺度域(0~8 km),坡度和高程因子成为影响NDVI分布的主要因子。研究还认为,小波分析方法为识别地理要素空间分布的特征尺度、量测要素间任意尺度、任意位置上的相干关系,提供了方便的工具。     

多尺度地图空间相似关系基本问题研究

基于多尺度地图数据库建设中地图自动综合的终止判断条件,引出多尺度地图空间相似关系问题。基于集合论给出空间相似关系的定义,论述空间相似关系的5个性质,即反身性、对称性、非传递性、多尺度自相似性与尺度依赖性;并从图形相似和属性相似的角度论述多尺度地图空间相似关系的分类体系。该成果是研究地图自动综合和地图空间相似查询等的基础。     

人口密度格网尺度适宜性评价方法研究——以宣州区乡村区域为例

人口密度格网尺度适宜性研究旨在遴选适宜格网,较好表达人口分布位置,揭示人口分布差异,提高人口数据空间化质量。以安徽省宣州区的乡村区域为研究区,设计了人口密度格网尺度适宜性评价方法,通过构建位置表达度、数值信息表达度和空间关系表达度三类评价指标,开展了人口密度格网尺度适宜性评价研究,结合格网尺度—指标数值关系曲线,确定人口密度适宜格网尺度遴选方案,选取适宜格网尺度,评价了人口密度适宜格网的尺度合理性。结果表明:兼顾位置、数值精度、空间关系三方面的表达度,40 m、50 m格网是一个相对适宜的格网尺度,是生产高质量人口空间数据的适宜格网。初步研究表明,针对本研究区的人口密度格网尺度适宜性评价方案是合理的、有效的,是生产高质量人口空间数据遴选适宜格网的有效方法。     

Integration of linear and areal hierarchies for continuous multi-scale representation of road networks

Spatial data can be represented at different scales, and this leads to the issue of multi-scale spatial representation. Multi-scale spatial representation has been widely applied to online mapping products (e.g., Google Maps and Yahoo Maps). However, in most current products, multi-scale representation can only be achieved through a series of maps at fixed scales, resulting in a discontinuity (i.e., with jumps) in the transformation between scales and a mismatch between the available scales and users' desired scales. Therefore, it is very desirable to achieve smoothly continuous multi-scale spatial representations. This article describes an integrated approach to build a hierarchical structure of a road network for continuous multi-scale representation purposes, especially continuous selective omission of roads in a network. In this hierarchical structure, the linear and areal hierarchies are constructed, respectively, using two existing approaches for the linear and areal patterns in a road network. Continuous multi-scale representation of a road network can be achieved by searching in these hierarchies. This approach is validated by applying it to two study areas, and the results are evaluated by both quantitative analysis with two measures (i.e., similarity and average connectivity) and visual inspection. Experimental results show that this integrated approach performs better than existing approaches, especially in terms of preservation of connectivity and patterns of a road network. With this approach, efficient and continuous multi-scale selective omission of road networks becomes feasible.     

全球空间数据剖分模型分析

随着数字地球发展,全球空间信息多尺度表达和管理使得传统平面格网系统的局限性越来越明显,建立全球数据多尺度剖分模型已成为国内外学者关注的热点。该文介绍并分析全球剖分系统,根据剖分单元的形状和最终投影曲面的性质对球面剖分系统进行分类。总结出球面剖分系统具有连续性、稳定性、层次性和近似均匀性等优点,既有效避免了传统平面格网表达全球数据时存在的数据冗余问题,又克服了不规则球面剖分系统无法进行层次关联的缺陷,在管理全球、多层次和海量的空间数据时具有优势。     

空间认知对等导航电子地图的简化探讨

基于地图功能的改变和移动服务独特的用图环境,提出采用“空间认知对等地图”以满足导航用户的认知需求;介绍“空间认知对等地图”的概念和地图中应表现的认知信息、地图的简化过程和简化过程中的拓扑关系维护,给出地图的简化效果。这种地图不仅能满足空间认知需要,而且能缓解目前在LBS应用中存在的地图数据与屏幕大小的矛盾,适应移动环境下用户的多行为状态和终端硬件特点。     

基于空间推理的巷道三维拓扑建立

基于空间关系和空间推理理论,结合MGIS领域的需求建立巷道三维拓扑网络模型,研究巷道三维空间关系推理的算法及业务逻辑实现;开发巷道三维拓扑自动生成系统,实现了巷道空间与属性数据管理、三维拓扑自动处理、多尺度成果输出及基于三维拓扑的路径查询,为基于巷道的通风、运输、避灾、多尺度变换等应用奠定了基础。     

空间视角下城乡物流网络的内涵、构成要素与研究框架

地理学视角的物流网络研究已成为物流科学领域的热点方向。从地理学的空间视角出发,在明确城乡物流网络理论来源和相关概念的基础上,对城乡物流网络的内涵、构成及研究框架进行梳理。基于研究,首先给出了城乡物流网络的定义,认为城乡物流网络的本质是旧的城市物流网络和乡村物流网络在空间上的延伸、衔接和提效。其次,从空间视角将城乡物流网络分解为节点、连线和域面3要素,指出网络各要素均出现了功能强化和更新,如节点的管理、衔接和经济社会功能强化;连线的联结功能和平衡功能出现,域面的协同组织、动态调整功能突出。最后,遵循地理学“格局-过程-机理-决策”的科学逻辑,提出“数据采集与融合、要素映射与解析、时空比较与分析、机理探究与优化”4个模块的城乡物流网络分析框架,为深刻揭示城乡物流网络结构及其演化机理提供基础。进一步指出未来应探讨城乡物流节点、连线、域面及网络的地区类型、区域适宜性及要素间相互作用机制,提炼适应不同区域、能有效提升要素流通效应的多尺度空间组织模式,加强对城乡要素流通系统的科学认知,科学支撑城乡地域融合发展实践。     

城市三维地理信息系统中三维模型的快速构建方法

大规模三维模型的快速构建一直是影响城市三维地理信息系统(3DUGIS)发展的一个重要因素.基于3DUGIS中景观模型的表达原则与分类,分别针对抽象的点、线、面状对象提出符号匹配和三角剖分的批量三维模型构建方法.这种建模方法方便、快捷、自动化程度高,可广泛应用于城市景观中地面、河流、道路、绿地、规则建筑物、地下管线等地物的三维建模.通过对上述三维模型快速构建方法的实现,验证了三维模型生成的效果和效率.     

A Multiresolution topographic surface database

Abstract

Multiresolution data structures provide a means of retrieving geographical features from a database at levels of detail which are adaptable to different scales of representation. A database design is presented which integrates multi-scale storage of point, linear and polygonal features, based on the line generalization tree, with a multi-scale surface model based on the Delaunay pyramid. The constituent vertices of topologically-structured geographical features are thus distributed between the triangulated levels of a Delaunay pyramid in which triangle edges are constrained to follow those features at differing degrees of generalization. Efficient locational access is achieved by imposing a spatial index on each level of the pyramid.     

Road network simplification with knowledge-based spatial analysis

A typical requirement in digital society is the rapid distribution and effective application of digital products. Geographical data bases are far more complex than other ones in that both attribute and spatial data have to be stored and handled under the same framework. On the other hand, the number of end users of digital cartographic data is explosively increasing, ranging from professional map makers to vehicle drivers and individual tourists. Thus arises a question: how can a data supplier give the “best” service to each user? In nature it involves such difficult problems as cartographic generalization and map simplification. In this paper, the author argues that the visual knowledge or perception experience can be effectively exploited and used to guide the process of data simplification. We have developed a prototype system with a subset of the vector road database covering Munich city.

     

城市空间框架数据研究

该文基于地理空间概念和地理信息数字化表达与共享的特点,探讨了框架数据的作用、确定原则,推导出城市空间框架数据体系,即建立城市直接空间参照体系和间接空间参照体系。后者中,基于地块的多尺度无缝不规则网格是整合城市社会经济数据的关键,也是当前城市空间数据基础设施框架数据体系建设中的薄弱环节。