基于互联网大数据的区域多层次空间结构分析研究

大数据逐渐成为各领域学者开展研究的重要途径,目前在人文-经济地理学界逐渐得到重视,并进行了初步应用,相关研究依据尺度不同可以分为居民出行和消费、城市空间结构、区域社会经济联系等。但目前大数据在人文-经济学的应用研究还属起步阶段,少有研究基于大数据对区域多层级空间结构进行系统甄别分析。本文在采集互联网大数据的基础上,结合统计数据、交通路网等传统数据评价城市综合实力、城际联系强度,并基于此构建区域空间结构计算机算法分析区域多层级空间结构。京津冀案例应用揭示了京津冀多层级体系结构,确定了各城市辐射范围、城际相互作用关系。本文初步探索使用互联网大数据甄别区域空间结构,希望能为人文-经济地理领域开展大数据应用研究提供参考。     

面向多源地理空间数据的知识图谱构建

知识图谱广泛应用于人工智能领域,基于此融合多源地理空间数据并表示地理事物的语义和时空信息,实现“数据—知识”的转换成为人们关注的热点。但现有通用知识图谱的空间知识覆盖度低且存在错误,同时基于维基百科构建的地理知识图谱存在空间关系、中文属性和坐标信息等属性缺失问题。因此本文以地理空间数据和百度百科数据的特征分析为基础,提出了以地理空间数据提取地理实体为主,百度百科补充属性信息为辅的知识图谱构建方式。① 基于GeoSparql设计模式层的地理实体、要素、几何形状和空间关系的逻辑关系;② 通过地理实体提取、实体链接和属性信息填充,在数据层实现空间知识融合;③ 结合关系型数据库和图数据库,设计空间知识存储方式;④ 在实体和关系2个方面定量分析知识图谱的构建规模。结果表明,本文构建的知识图谱中地理实体覆盖度和链接百科成功率相对较高,扩充了地理实体的概念描述信息,并将地理坐标的覆盖率提高到100%,对地理数据到地理知识的拓展具有重要意义。     

一种建筑信息模型与三维数字城市集成方法

BIM的发展为数字城市三维模型提供了更加精确的数据来源,现有研究主要关注BIM空间实体模型向三维表面模型转换,缺少建筑语义信息映射及整体集成方案研究。本文以构成建筑骨架的主要空间构件为研究对象,在参考IFC标准基础上,结合数字城市应用特点设计了具有空间语义一致性的建筑构件信息模型BCM,在此基础上提出建筑信息模型和三维数字城市集成方案。首先,基于CAD图纸开展BIM模型交互式构建,然后,通过空间和语义信息映射将其转换为BCM,并基于ArcGIS Geodatabase建立建筑构件信息库,在三维数字城市场景开展建筑构件信息的集成应用。该方案可实现建筑构件信息与三维数字城市的大规模集成,对推动数字城市向智慧城市发展,进一步开展建筑内外模型集成展示、建筑节能分析、内部设施管理等具有重要价值。     

基于虚拟数据库技术建立国土规划数据集成模型研究

国土规划是空间规划体系中层级最高的规划,是国土资源开发利用与整治保护相关规划编制的重要基础。要做好相关规划,需要对规划区内自然、经济、社会等数据集进行灵活有效的利用和组合。针对国土规划编制中对多源异构空间、非空间数据集成和抽取特定数据的迫切需求,提出了一种基于虚拟数据库的国土规划多源异构数据集成方法,利用虚拟数据库实现分布式数据源的虚拟组织与透明访问,用GML实现多源异构数据格式的标准化,并开发了国土规划信息共享原型系统,在此基础上进行了实践使用。从现有数据库中抽取相应的数据集和数据项,构建全局虚拟数据库,由于虚拟数据库并不改变现有数据库的应用系统工作模式,保证了原始数据更新的有效性,以及数据的完整性。     

基于累计机会可达性的北京城市公共服务设施复合功能识别

城市时空大数据技术的快速发展和应用,为城市功能区识别提供了新的数据基础和技术手段,但专门关于城市公共服务设施复合功能的研究还相对较少。基于北京市9大类公共服务设施的空间点数据,综合考虑不同类型公共服务设施等级和品质特征,采用累计机会方法对1 km×1 km格网尺度的北京城市公共服务设施可达性进行了综合评价,在此基础上重点分析了北京城市公共服务设施复合功能特征与影响因素。研究表明：① 北京城市公共服务设施累计机会空间分布存在明显的中心集聚特征,但不同类型公共服务设施的空间分布模式和覆盖范围却有所区别;② 北京城市公共服务设施功能区可以划分为单一功能、单一化的复合功能、2种复合功能、3种复合功能和均衡化的复合功能等5大类型;③ 人口密度、距市中心距离、土地价格和经营性为主设施的累计机会可达性是影响北京城市公共服务设施复合功能的重要因素。研究结论对进一步细化城市功能区研究和促进北京城市公共服务设施空间结构优化具有科学启示作用。     

北京市二手房价格时空演变特征

城市住宅价格时空格局及演变特征是衡量城市房地产市场发展均衡性的重要指标。针对海量的互联网实时房产数据,本文构建了一种长时序时空大数据挖掘方法。首先,利用挂牌数据和成交数据,进行了泛在网络地产数据的可用性验证;其次,提出了“混合像元”的多尺度栅格模型,以构建基于栅格系统的房产统计特征描述,形成了多源网络房产数据融合方法;然后分别采用莫兰指数和地理探测器分析房价的空间自相关性和分异性,并基于P-Bshade和邻近栅格时空插值算法解决了稀疏房产数据的融合与插值问题,构建了长时序房地产时空栅格数据库;最后,以北京六环范围内为研究区域,通过栅格区划算法进行了二手房价格时空演变格局的挖掘分析。     

城市多元化测绘地理信息数据动态更新体系

论述了城市多元化测绘地理信息数据动态更新体系技术方案,并在自主研发"地理信息工作站"系列软件;建成多源、多时态、多尺度、异构测绘地理信息数据库体系;搭建相关私有云平台;提出多种有效的测绘地理信息数据更新方法;实现地上地下三维一体化建模等方面实施创新。取得了显著社会经济效益和多项知识产权。     

初探导航电子地图的增量更新

以导航电子地图数据库增量更新平台的设计为切入点,讨论如何利用多源空间信息融合与处理技术去全面提升导航产业的深度,广度及现势性的空间信息服务,包括：基于多尺度空间数据库,不同地域的导航地图数据格网建立,全面缝合基于多维采集的多源数据;面向服务架构的空间数据库引擎保证最大化（千人及以上）的团队协同导航数据存取,编辑能力,全面支持不同行业应用的位置服务数据中心等;基于版本驱动的增量导航数据编辑软件确保全国导航数据的季度全数据集更新,重点城市的月度全数据集更新及实时动态信息发布。     

基于融合技术的结构性栅格时空数据平台的构建

时空数据融合是当前研究地理现象空间格局的数据存储、处理方法与有效途径。在构建国家资源环境时空数据平台过程中 ,我们设计了基于 1 km栅格单元的土地利用现状与变化数据库。这种时空数据表达方式的优点 :(1 )在保持面积信息不损失情况下明显减少了数据存储量 ,并且满足区域分析的空间尺度要求 ;(2 )便于多时间序列的数据存储与变化分析 ,以及变化专题信息提取与结果显示 ;(3)有利于区域土地利用变化环境背景与驱动力分析 ,可以实现与其他多源数据的有效融合 ;(4 )从小尺度到大尺度的空间尺度转换非常便利 ,在空间聚合的基础上能够快速实现从区域分析扩大至国家尺度、全球尺度的分析。     

地理大数据支持下的城市功能区识别研究

准确识别城市功能区有助于精细化城市管理、合理化资源配置。传统的城市功能区识别方法在很大程度上依赖实地调研及统计年鉴数据,不可避免地存在较大的主观性,且受限于数据获取的繁琐性,导致识别过程耗时耗力且效率低下。地理大数据的广泛应用为城市研究提供了一种新的方法和途径,已被用于辅助城市规划建设与管理相关工作。为推广和普及地理大数据在城市功能区识别中的应用,以特大城市为研究对象,基于OSM(OpenStreetMap)路网与互联网位置信息等地理大数据,准确识别了研究区内多种类型的主要功能区,并将识别结果与城市实景予以比较和验证。实验结果表明,基于地理大数据结合区域活跃度指标的空间与时间尺度分析,可以较为准确地识别出符合特大城市规划现状的主要功能区,证明了地理大数据支持下的城市功能区识别的有效性,有助于为城市规划和建设管理等相关工作的高效开展提供参考。     

山东省地质资料集成与应用研究

地质资料是极其宝贵的信息资源,也是开展地质工作的重要基础,利用大数据、云计算等技术,对地质成果资料进行集成与应用,有助于发挥地质成果资料的最大效能。通过全面系统收集山东省所有地质资料成果数据、成果图件、相关科研报告和地质论文,进行纸质资料扫描建库,利用ETL工具完成多源异构地质资料数据整合,完成山东省地质资料成果集成工作;研发"地质资料数据服务系统",实现地质资料共享应用,系统结合云平台的设计思路,采用SOA架构,基于Hadoop和Spark进行搭建,支持数据库、文件等多源数据导入,提供地质资料空间数据查询检索、资料数据统计、空间分析、数据发布等功能,为不同专题的地质系统产品提供基础服务。地质资料数据服务系统为建立山东省"地质云"奠定基础。     

基于ArcGIS的地震活断层多源数据组织与管理研究

"中国地震活动断层探测技术系统"获取的全国20多个重点城市多源地震探测数据,旨在满足城市地震抗震设防的空间数据基础建设以及城市发展规划、土地利用、重大工程选址应用的迫切需求,分析不同来源的地震探测数据特征,建立中国活动断层探测与地震危险性评价数据库的概念模型。在此概念模型上,结合ArcGIS的GeoDatabase模型给出了城市活动断层探测数据库具体逻辑模型,并按照地震系统确定的活动断层信息管理系统与基础数据库统一的建库标准和数据规范,实现多种活断层探测数据的统一整理和装载入库,完成了全国多个重点城市的活断层探测多源数据库建设,为"中国地震活动断层探测技术系统"各分工程的实施提供了数据保障和数据服务。     

广州新型智慧城市应用探索:城乡规划的智慧化管理

新技术尤其是信息技术的快速发展为新型智慧城市的建设提供了条件,城市规划管理作为城市建设的前端环节,在新型智慧城市建设中发挥着重要的作用。规划管理"一张图"平台、多规合一信息联动平台等围绕新技术而形成的规划管理新手段,极大地提高政务效率,也倒逼新型智慧城市的规划管理更加智慧化。本文以广州市为例,分析城乡规划智慧化管理历程,从决策层、管理层、实施层、技术层和数据层5个维度探索城乡规划智慧化应用,构建城乡规划智慧化管理体系,关注智慧化提升城乡规划与管理能力,运用信息系统构建五年空间规划体系、一张图管理和实施评估、多源数据辅助规划决策等城乡规划智慧化方式,为相关城市建设新型智慧城市应用提供支撑。     

时空大数据在城市群建设与管理中的应用研究进展

伴随新型城镇化进程的不断推进,城市群已经成为地区社会经济发展的重要核心。大数据时代的到来促使新兴时空大数据在城市/城市群建设与管理中发挥着重要作用,并成为当前学术界的研究热点。大数据挖掘技术与融合分析技术将成为未来研究城市群的重要方法。本研究总结归纳了时空大数据在城市群建设与管理中的应用研究进展,对常见城市群时空大数据类型、获取方法和分析技术进行分类整理,并对基于资源调查和多源时空数据分析的城市/城市群研究进展进行分析,特别是对时空大数据及其技术在城市群建设与管理中的主要研究展开归类分析,认为目前时空大数据在城市群建设与管理应用领域主要涉及5大方向：城市群空间界定与发展监测、交通网络监测、关联性分析与功能布局评价、产业协同分析和环境监测与评估。最后,本文分析了现阶段时空大数据在城市群建设与管理应用中的发展瓶颈,提出了相关对策建议,并对未来研究发展趋势提出了展望。     

基于“一张蓝图”的“多规合一”信息平台建设研究——以南京市为例

在当前城市转型发展的背景下,各政府部门的空间规划迫切需要高度协调一致,从而保障规划有效实施,推进社会经济发展.探索“多规合一”已成为新型城镇化阶段的重要内容,然而现行规划在编制、实施和管理等方面存在差异,使得规划信息难以共享,项目落地存在争议,引发空间管制矛盾.本文结合南京市实际情况,通过分析“多规合一”在数据标准、空间布局和信息共享等方面存在的技术问题,提出基于“一张蓝图”的“多规合一”信息平台建设思路,包括数据建库、系统架构和功能设计等内容,并对信息平台的应用扩展进行了探讨.     

基于地理本体的海湾空间数据组织方法——以辽东湾为例

数字海湾的建设,面临着空间数据组织问题。本文在对基于分层和基于地理特征的空间数据组织方式及元数据技术深入分析的基础上,针对海湾多要素、多层次、多资源和多领域的复杂系统,采用地理本体的思想进行海湾的认知表达,并由此提出了基于地理本体的海湾空间数据组织方法。通过对海湾地理本体的建模,建立了更能客观反映海湾地理实体各个层次体系的概念模型,再根据海湾概念和已有的多源空间数据集之间的映射关系,重构地理本体支持下的海湾空间数据库,从而实现海湾多源空间数据的海、滩、陆一体化集成与管理。最后,以辽东湾为例,对该海湾所涉及到的多源空间数据进行了有效的组织。结果表明,利用地理本体的思想对空间数据进行组织管理,可以消除不同领域对信息理解的鸿沟,有利于数据的共享和互操作。     

区域规划信息空间整合的指标体系研究

国民经济发展中长期规划、区域城镇体系规划和土地利用总体规划是目前我国各级政府编制的基础性空间规划。目前3个规划之间相互脱节、相互抵触的情况十分普遍,影响这些规划的权威性和有效实施。本文通过对不同层次区域规划信息的分析,研究提出支持3个主要空间规划整合的核心指标体系,并提出这些指标对应的空间要素类型及其空间配准方法,对区域社会经济统计、遥感解译、规划分析和基础地理数据库的区域规划指标进行结构化设计。为统一构建支持多目标区域规划整合的空间信息平台提供可操作的数据模型。该成果已经在重庆等区域规划地理空间信息平台建设及一些重要规划研究、制定中得到应用,并为今后强化区域空间规划之间的整合,促进地区规划体制改革提供可借鉴的信息逻辑模型。     

重庆城市基础地理信息系统建设及应用

重庆城市基础地理信息系统建设的内容主要包括：数据体系、运行平台、服务体系、安全体系和标准体系。基础地理信息系统的应用可以概括为3个层面,即政府、企业和社会化应用,主要表现在城市规划管理、救灾应急指挥、生态与环保、城市资源管理以及国民经济空间辅助决策支持等方面,指出了重庆城市基础地理信息系统的建设和应用发展方向—建设重庆市空间信息共享平台的初步构想。     

顾及人群集聚和情绪强度的城市综合活力评价及影响因素

城市活力的科学定量评估,能够为城市规划和协调发展提供重要依据,针对城市活力容易忽略居民情感的现状,本文选用百度热力图数据与微博情感分析结果,分别衡量人群集聚强度和情绪强度,并结合TOPSIS方法,提出一种顾及人群集聚和情绪强度的综合活力评估框架。从城市物理环境、经济环境和生态环境3个维度,选择8个关键影响因子,结合地理探测器空间分析方法,探讨影响因子对城市活力空间异质性的影响。结果表明：① 融合人群集聚强度和情绪强度的综合活力评估方法,能够较好反映城市活力空间分异格局;通过对典型样本区域分析,验证了本文提出的城市综合活力评价框架的有效性;② 城市POI密度对城市综合活力的解释力最显著,而植被覆盖度因子对城市综合活力的解释力最弱;但是植被覆盖度因子与其他因子的交互作用,对于城市活力空间异质性的影响力提升最为显著,表明植被覆盖度因子并不是直接作用于城市活力的空间异质性,而是通过耦合空间可达性、POI密度以及建筑密度等影响因子,间接影响城市综合活力的空间分异。