PPGIS在城市规划决策中的应用

在介绍PPGIS概念的基础上,给出了基于PPGIS城市规划决策系统的框架,分析了基于元数据的分布式空间数据库的数据组织方式,提出了公众参与城市规划决策系统中公众冲突的解决机制,并在传统适宜性分析模型的基础上建立了公众参与的适宜性分析模型。     

上海复合极端风暴洪水淹没模拟

河口三角洲和沿海城市面临着台风、暴雨、高潮位和上游下泄洪水叠加的“四碰头”复合极端风暴洪水的严重威胁。构建了大气-海洋-陆地相耦合的一体化数值模拟系统,实现了上海市“风”“暴”“潮”“洪”多灾种复合情景的极端洪涝淹没模拟,并验证了耦合方法的有效性,为复合风暴洪水的一体化模拟提供了一套可行的数值模拟方法。在9711台风影响下,模拟了1998年堤防升级改造后淹没面积(水深>0.2m)比改造前减少了62%,表明沿海沿江堤防设施建设在上海市防台防汛中起着关键性的作用。复合极端风暴洪水的有效模拟可为财产保险和未来市政规划提供参考。     

移动轨迹数据可视化方法总结

作为移动社交网络的主体,人们移动带来的位置轨迹不仅记录了人的行为历史,也记录了人与社会的交互活动信息。移动社交网络中位置轨迹数据的分析与利用为解决城市问题提供了一种新的思路。本文概述了轨迹数据可视分析中的几种方法,总结了轨迹数据可视分析研究中存在的问题和面临的挑战。     

代表性人口空间分布数据集的精度评价——以2010年广东省为例

以人口密度差异显著的广东省为研究区,比较Worldpop、GPW v4和2种中国公里网格人口分布数据集的空间分布一致性,并以第六次全国人口普查数据为真值,按人口密度分为高、中、低3组,从误差的数值分布和空间分布两方面定量评价4种数据集的精度,最后讨论估算误差的可能来源及数据适用性。结果表明,4种网格人口数据集中Worldpop整体精度最高,且在人口密集区的精度也是最高;GPW v4在低人口密度和中人口密度区域精度略高于Worldpop,但对镇街内人口分布细节刻画不够详细;2种中国公里网格人口分布数据集精度较前两者低,主要受空间化方法和模型变量的选择所限制。Worldpop适合用于人口密度中等及人口密度高区域的精细化研究,GPW v4适合用于长时序、最小研究单元大于镇街的研究,第一种中国公里网格人口分布数据集适合用于需要考虑镇街内人口分布和空间异质性的研究,第二种中国公里网格人口分布数据集适用于需要考虑人口分布细节和空间格局变化的长时序研究。     

城市暴雨内涝综述：特征、机理、数据与方法

建成环境的高空间异质性与致灾过程的复杂性给城市暴雨内涝研究带来巨大的挑战,具体表现为模型代表性不够、计算效率低、基础数据和验证数据匮乏。以机器学习为代表的人工智能技术、高分遥感和互联网大数据的快速发展则为城市暴雨内涝研究提供了新的契机。论文结合人工智能、高分遥感和互联网大数据等新技术发展,从特征、机理、数据与方法4个维度对暴雨内涝的研究现状和发展趋势进行了系统总结,主要结论包括：① 暴雨内涝具有短历时性、空间散布性、连锁性和突变性,其热点呈现空间上的动态迁移特征。② 降雨时空特征和城市化程度决定暴雨内涝灾害的量级,地形条件尤其是微地形则决定发生位置和内涝频率。地形控制作用指数(topographic control index, TCI)对暴雨内涝发生位置具有良好的指示能力。③ 排水管网、高精度地形和不透水面分布是暴雨内涝模拟的关键基础数据;降雨过程的高时空变异性是暴雨内涝近实时预报预警的主要瓶颈,需要充分利用天气雷达观测提高其精准度;互联网众包大数据是获取高空间覆盖度暴雨内涝灾情信息的新途径,但也面临不同类型信息融合、提炼和质量控制的挑战。④ 结合水动力模拟与机器学习可建立兼具物理基础和计算效率的暴雨内涝模拟方法,是实现近实时模拟与快速预报预警的有效途径。     

核心素养视域下地理教学目标的表述:误区与建议——基于《地理教学》期刊“教学设计”论文的内容分析

重构核心素养导向的教学目标是推动课程改革的关键一步,为此亟需厘清核心素养视域下地理教学目标的表述误区。本研究采用内容分析法,选取《地理教学》期刊上123篇教学设计为研究样本,重点对其教学目标的表述模式、教学目标行为动词的类别和数量进行筛选、提取和量化。研究发现,在当前的教学设计中,中学地理教师对教学目标的误区大致有三类:(1)教学目标数量过多且不易测量;(2)机械地将课程目标与教学目标相对应;(3)应用教学理论或方法时忽略教学目标的表述。因此,研究建议中学地理教师在表述教学目标时,应当做到行为动词表述具体、素养维度突出重点、教学设计保证完整。     

利用GPS轨迹二次聚类方法进行道路拥堵精细化识别

针对当前在精细识别道路拥堵时空范围方面研究的不足,提出一种利用GPS轨迹的二次聚类方法,通过快速识别大批量在时间、空间上差异较小且速度相近的轨迹段,反映出道路交通状态及时空变化趋势,并根据速度阈值确定拥堵状态及精细时空范围。首先将轨迹按采样间隔划分成若干条子轨迹,针对子轨迹段提出相似队列的概念,并设计了基于密度的空间聚类的相似队列提取方法,通过初次聚类合并相似子轨迹段,再利用改进的欧氏空间相似度度量函数计算相似队列间的时空距离,最后以相似队列为基本单元,基于模糊C均值聚类的方法进行二次聚类,根据聚类的结果进行交通流状态的识别和划分。以广州市主干路真实出租车GPS轨迹数据为例,对该方法进行验证。实验结果表明,该二次聚类方法能够较为精细地反映城市道路的拥堵时空范围,便于管理者精准疏散城市道路拥堵,相比直接聚类方法可以有效提升大批量轨迹数据的计算效率。     

广州市零售商业中心的居民消费时空行为及其机制

居民消费行为的空间选择及其影响因素是地理学的重点关注领域,已有研究对行为中时间选择、时空关系及内在机制的研究相对缺乏。为揭示居民消费时空行为形成的影响因素以及各因素内在相互作用机制,基于2016年广州城市居民消费行为调查数据,分析消费者到大型商业中心内消费的时空特征,构建结构方程模型,探讨消费时空行为影响因素和作用机制。研究表明：居民在商业中心的消费行为存在明显的时空差异。在影响路径方面,消费者社会经济属性通过影响消费偏好导致消费时空行为的差异,商业空间属性既可以直接影响消费时空行为,也可以通过影响消费偏好而间接对其施加影响,消费偏好既可以直接影响消费时空行为,又是消费者社会经济属性和商业空间属性影响消费时空行为的中间变量。在显著性因素方面,年龄、家庭结构、在广州居住时间、就业状况、家庭月收入等消费者社会经济属性变量会显著影响消费时空行为,各个商业空间属性变量都在不同程度上影响消费行为在时间和空间上的差异,仅有出行交通方式、出行花费时间2个消费偏好变量会显著影响消费者消费时空间行为。本文结论可以加深对商业中心内消费时空行为影响因素及其作用机制的理解,并为商业网点规划调整、商业中心转型升级提供建议。     

亚热带地区3种典型林分土壤DOM数量及光谱特征

可溶性有机质(DOM)是土壤有机质库中最为活跃的部分,也是土壤有机库中对环境变化最敏感的部分,它参与了有机质在土壤中的腐殖化和微生物的新陈代谢等一系列生物地球化学过程。因此,在调节土壤养分周转和森林生态系统碳氮循环过程中起到重要的桥梁作用。采用水浸提法,结合紫外-可见光谱、荧光光谱、傅里叶红外光谱等技术,探讨了亚热带米槠人促林(AR)、米槠次生林(SF)、杉木人工林(CF)的土壤DOM的数量和光谱特征,以期深入评价森林转换对不同林分土壤肥力及其养分有效性的影响。结果表明:各林分A层土壤DOC、DON浓度均高于B层。B层土壤中,米槠人促林的DOC浓度显著低于其他2种林分(P0.05),而各林分A层土壤的DOC和DON浓度并无显著差异。各林分A、B层土壤DOM的芳香化指数无显著差异。米槠次生林A层土壤DOM的荧光发射光谱腐殖化指数(HIXem)、荧光效率(Feff)显著高于其他2种林分(P0.05),其HIXem分别是米槠人促林、杉木人工林的1.3、1.2倍,其Feff分别是米槠人促林、杉木人工林的2.7、2.5倍。三维荧光光谱表明,各林分A层土壤DOM主要以类腐殖酸物质为主;B层土壤中,米槠人促林和杉木人工林以类蛋白物质为主。各林分土壤的荧光指数(FI)均大于1.4,且B层土壤DOM的鲜度指数(β∶α)均高于A层。傅里叶红外光谱表明,米槠人促林土壤DOM没有羧酸的吸收,土壤pH最高;而米槠次生林土壤羧酸的相对含量最高;杉木林土壤DOC含量少,芳香化合物、羧酸等难分解物质相对富集。综合来看,除了建群树种的影响外,林下植被对土壤肥力的作用也很突出。     

基于随机森林模型的珠江三角洲30 m格网人口空间化

人口空间化是实现人口统计数据与其他环境资源空间数据融合分析的有效途径。本文选取夜间灯光数据、道路网数据、水域分布数据、建成区数据、数字高程模型和地形坡度数据作为影响珠江三角洲人口分布的变量因子,利用随机森林模型对珠江三角洲2010年人口数据进行了30 m格网空间化,并将模拟结果与三个公开数据集作精度对比,最后基于随机森林模型的变量因子重要性分析珠江三角洲人口空间分布的影响因素。结果表明：本文模拟整体精度达到82.32%,均优于WorldPop数据集以及中国公里网格人口数据集,接近GPW数据集,而且在人口密度中等区域模拟精度最高;通过对变量因子重要性进行度量,发现夜间灯光强度是珠江三角洲人口分布的最重要指示性指标,到水域的距离、到建成区的距离和路网密度对珠江三角洲人口分布均具有重要作用。利用随机森林模型结合多源信息能够实现高空间分辨率的人口空间化,可为精细化城市管理提供重要数据源,也可为相关政策决策制定提供支持。