大数据时代的空间交互分析方法和应用再论

空间交互是理解地表人文过程的重要基础,与空间依赖一起共同体现了地理空间的独特性、关联性以及对嵌入该空间的地理分布格局的影响,具有鲜明的时空属性,因此对于地理学研究具有重要意义。大数据为空间交互研究带来了新的机遇,能够使我们在不同时空尺度感知和观察空间交互模式并对其动态演化特征进行模拟和预测,从而为揭示人类活动规律及区域空间结构提供有力支持。本文在探讨空间交互与地理空间模式关系的基础上,描述了利用地理大数据感知空间交互的方式和定量模型,介绍了空间交互分析方法的研究进展及其在空间规划与交通、公共卫生、旅游等领域的应用情况,并就一些基本问题进行了讨论,以期为大数据支持下空间交互相关研究提供指导。     

空间相互作用与城市关联网络演进 ——以我国20世纪90年代城际铁路客流为例

我国城市群在铁路客流空间相互作用的层次上所体现的空间分布和网络结构演化体现了城市群的重要方面。通过对1991和2000年我国200多个地级以上城市间铁路客流的经验性研究发现，城际铁路客流不但存在明显的距离衰减规律，而且各个主要城市群的铁路客流衰减变化规律及其网络结构有所不同，应用重力模型等方法不能较好地刻画这一变化。本研究借助“轴-辐”理念进一步从网络关联的角度考察了我国1990年代铁路客流变化，发现存在明显的区域重组、中心极化和空间关联升级现象，并分析这些现象所体现的城市群结构变化及其背后的原因。     

"数字高校校园"系统的构建

通过对“数字高校校园“的必要性分析,探讨了有关CGIS系统软件平台选择、系统分析、系统数据结构设计以及系统功能等问题.并以北京师范大学为例,以土地利用类型为基点设计属性数据,再利用GIS工具对空间数据与属性数据进行绑定,搭建数字化平台,实现地图功能,建立CGIS,以期使高校校园的资源与环境信息得到共享,从而有利于高校校园的管理.     

人文与经济地理学的传承与创新：青年学者的行动

2018年是中国改革开放40周年,也是“科学的春天”40周年。随着中国进入特色社会主义新时代,人文与经济地理学也将迈入新时代。青年学者恰好处在承前启后的这一时期,围绕学科传承和创新发展需要,面向新时代国家和经济社会发展的现实需求,青年学者积极行动起来,努力学习和传承人文与经济地理学前辈所建立的学科体系,并力图继续开拓和创新。一是助力建设学科文化,打造具有学科认同感和归属感的学术共同体。二是在向西方学习的同时,加强中国特色的自主理论建构与创新。三是向相关学科方向学习,加强交叉与综合的数据和方法创新,建设科学化、多元化的研究方法体系。四是青年学者更需要踏实认真的态度,找准个人研究领域方向,求真务实并力图创造新的知识,不断提升研究深度。人文与经济地理学的学科梦必将在一代代青年学者的接力奋斗中变为现实。     

北京市地铁客流的时空分布格局及特征——基于智能交通卡数据

城市轨道交通是居民绿色出行、缓解大城市交通拥堵的重要交通方式。研究大城市地铁客流时间和空间的分布特征,有利于深入了解大城市公共交通的需求,进而制定合理的交通需求管理政策。本文以北京市地铁为例,计算了431万条智能交通卡数据的出行时间和OD矩阵(Origin-Destination Matrix),研究其客流的时间和空间分布特征。研究发现：①全天、早高峰和晚高峰的出行时间分布符合Gamma分布,总体上离城市中心越远,平均出行时间越长;②从市辖区尺度和环路尺度分析,乘客流向和流量均呈现对称性;③从街道尺度来看,居民地铁出行强度的空间不均等性很强。     

东北地区创新发展的突破路径与对策研究

在阐述创新发展与全面振兴关系基础上,深入剖析了创新发展的重要性、实施路径和对策措施抓手,提出了重构产业发展的智库体系、实施精准人才行动计划、促进大农业稳基增效计划、创新链支撑产业链行动等新思路、新模式和新机制,以及以功能区为平台构建创新发展环境与区域创新载体的观点。     

中国国内航空网络的可靠性评价

天气或者人为破坏等因素会导致机场的航班延误,从而影响整个航空网络的运输效率。该文定量分析了机场失效对航空网络的影响,分别从随机故障和4种不同蓄意攻击的情况下评价了2012年国内航空网络的抗攻击能力(称为网络的可靠性),研究结果发现:在随机故障下我国航空网络的可靠性较好,失效机场数目达到80%以上时网络瘫痪;在基于加权度中心性、加权中介中心性、加权邻近中心性和吞吐量4种蓄意攻击模式下,失效机场达到约为20%时网络瘫痪,其中,基于机场加权中介中心性的蓄意攻击能够最迅速地导致网络崩溃。认为由这1/5的机场组成的子网络可以界定为航空网络的主干网络,加大主干网络的建设对优化航空网络运输效率具有重要意义;最后,从网络可靠性角度分析了主干网络中34个机场对全国网络的重要性,探讨了区域性枢纽的竞争地位。     

中国高速铁路网络的发展过程、格局及空间效应评价

高速铁路作为现代交通基础设施的重要组成部分,其建设产生时空收敛效果,并进一步对生产要素流动、城市空间扩张、区域空间结构重构产生重要影响。文章在分析中国高速铁路发展过程、模式的基础上,剖析了其空间格局特征及与区域人口和经济的耦合关系;同时,借助ArcGIS方法从空间服务水平、时空收敛效应和中心城市交通圈等角度,探讨高速铁路网络的空间效应。结果显示：高速铁路的空间扩展过程表现出独特的“核心―核心”至“核心―网络”模式,与城市群的空间分布具有较好的耦合性;高速铁路的空间格局与中国城市人口、工业分布表现基本一致,站点1 h范围内可覆盖全国50.07%的城镇人口、73.47%的GDP和98.17%的第二产业产值;中国高速铁路建设导致的时空收敛效果呈现出明显的廊道效应,中心城市枢纽地位得以强化,服务范围的拓展和生产要素的便捷流动为城市群的空间扩张和重构提供了条件。     

中国铁路客运网络组织与空间服务系统优化

以网络组织能力提升对空间服务系统的优化为研究目的, 选取中国客运网络中63个城市作为研究对象, 用旅行时间Ti、时间区位系数Ati等指标分析铁路提速对客运网络系统优化及其格局的影响, 并对北京、上海和广州等8大铁路枢纽城市进行了个案研究。分析发现, 提速后：① 客运网络系统“时间收敛”效果明显, 空间服务优化显著;② 优化效果空间分布不均衡, 网络结构变化不大, 有均衡化趋势。③ 促进了交通枢纽城市之间的联系, 但内部也产生了时间效益差异, “500 km半日行动圈”基本形成, “1000 km 一日行动圈”及北京和上海等大都市交通圈逐渐形成。④ 在设施系统发展到“普适化”阶段后, 组织网络的提升对优化空间服务系统、加强城市间的经济联系, 并进而提高运输行业和区域经济的市场竞争力越来越重要;⑤ 交通枢纽城市的腹地和空间服务范围在扩大, 对经济活动空间区位的再选择产生较强的引导力。     

中国航空网络空间结构的复杂性

航空运输是现代交通运输的重要组成部分,以机场和航线构建的网络是其提供运输服务的空间载体。基于复杂网络理论,借助度分布、平均路径长度、簇系数、度度相关性、簇度相关性等指标对以城市为节点的中国航空网络空间结构进行分析,发现其度累计概率分布表现为具有置信度较高的指数分布,且具有较小的平均路径长度(2.23)和较大的簇系数(0.69),整体结构呈现"小世界网络"的特点。由于中国航空网络规模较小,且新建机场倾向于直接与最高级枢纽机场建立航线联系,不利于区域枢纽机场的形成。因而除顶层结构(北京—上海—广州)外,中国航空网络的其它层级结构并不十分明显。从节点的度、簇系数、可达性等指标及其相关性分析,中国航空网络空间结构特征差异明显,表现出较强的集聚性,且可达性与城市体系上层结构在空间分布上较为吻合。随着中国航空运输需求的快速增加,未来航空网络在市场经济的推动下,将进一步表现出向具有"无标度"特征的"小世界网络"演变的趋势,航空网络的空间结构将日趋复杂化。