武汉市体育场馆空间分布分析与研究

以武汉市为研究区域,运用密度分析和空间自相关探索武汉市体育场馆空间分布的聚集性;利用空间二元相关性定量地分析体育场馆空间分布与经济要素、社会要素以及道路网的相关性。结果表明,武汉市体育场馆在中心城区呈聚集并向外围扩散;人口密度、生产总值以及道路网密度都在不同程度上影响着体育场馆的空间布局。武汉市体育场馆的空间分布受经济和交通情况的影响比较大。通过多元回归模型,预测随着武汉城市中心及以外地区经济的发展、道路的完善以及政府的大力支持,乡村郊区的体育场馆数量将不断增多,武汉市体育馆将向着中心城区密集一乡村郊区普及的分布模式转变。     

复杂网络理论的武汉市路网结构特征

针对武汉市路网的基本结构特征,该文以道路stroke作为路网的基本结构单元,以对偶拓扑图作为路网几何拓扑结构的表达形式,基于复杂网络理论的相关定量分析指标,进行了研究分析。通过对路网节点度分布的统计分析表明:武汉市路网属于无标度网络;通过对网络的平均聚类参数和平均网络距离的计算分析表明:武汉市路网属于小世界网络;以度中心性、中介中心性、接近中心性和长度为基本评价指标,通过加权综合评价,研究了武汉市路网的层次结构特征,表明武汉市路网的结构构成符合"二八分率"的规律。     

空间视角下中国城市财产犯罪成因分析

针对已有的城市犯罪成因分析多是基于大尺度的这一情况,该文利用2007、2010与2012年韶关市城区财产犯罪空间分布数据及城市地表土地利用数据,并顾及城市地表特征、警务对策等因素,在相对微观尺度上对城市财产犯罪成因进行分析。结果表明:在相对微观的尺度上,财产犯罪仍具有显著的空间自相关特征;不同类型用地与财产犯罪案件密度具有不同程度的相关关系;监控点、出租屋、娱乐场所、路网密度及用地类型混合度与财产犯罪具有显著的相关关系。该文结论可为我国城市规划部门制定规划方案、为警务部门制定警务对策提供决策支持,以科学规划城市布局、合理分配警力资源从而缩减城市财产犯罪空间。     

重庆市主城区城市路网演变分析及与城市扩张耦合性研究

研究结合重庆市主城区2011-2017年高分辨率遥感影像和相关地形图、规划资料及交通专题资料信息等,提取城市路网和城市建设用地数据,基于GIS操作平台,采用空间核密度方法分析主城区城市路网时空演变特征,探索城市路网空间分布规律,以街道(镇)为研究单元分析城市道路与城市用地扩张之间的耦合关系,为合理规划交通道路布局,促进城市扩张与道路网络的协调发展提供了重要参考依据。结果表明,主城区城市路网分布具有空间不均衡性特征,路网演变有明显的方向性,以东西两翼带状区域变化为主,路网密度变化集中在低密度区。与城市用地扩张相关性研究中发现,城市路网是城市扩张的主要驱动力之一,路网中密度区域对城市扩张的驱动效应最明显。     

武汉市人口增长与空间分布格局演变

为揭示城镇化背景下武汉市人口时序增长趋势和人口空间分布格局演变特征,本文基于1990年第四次、2000年第五次、2010年第六次全国人口普查和2014年武汉市人口普查数据,运用统计学原理和GIS空间分析方法,分析了武汉市人口增长的时空变化规律;应用人口密度空间分布的数学模型,得到武汉市人口空间分布格局的演变趋势。人口增长研究表明:1990年以后,武汉市人口数量迅速增长,总体上形成了中心聚集、外围扩散的空间发展格局。空间分布研究表明:1)武汉市的人口密度分布更加符合Clark模型,主城区Smeed模型拟合效果更好。近25年来,武汉市城镇化进程迅速,人口向主城区聚集。随着时间发展,主城区逐步呈现初级阶段的郊区化。2)武汉市主城区人口空间分布已经出现多中心化的趋势,并且已经有两个街道发育成为人口次中心。研究结果可为武汉市人口相关决策的制定和城市结构调整提供参考依据,有助于认识我国中部崛起城市的发展规律,为其他城市的发展和规划提供参考和借鉴。     

基于轴线法和POI数据双重视角的城市空间协调性研究

城市空间结构的合理性影响城市的持续稳定发展。本文使用格网法、核密度分析以及空间句法的轴线模型,将POI大数据与交通路网数据相结合,基于格网尺度对可达性与POI密度进行交叉对比分析,进而得到双重约束下的武汉市中心城区空间结构特征类型与空间分区方案。结果表明:1)武汉市中心城区POI密度呈“一心独大”的非均衡式分布,可达性则呈现“一核两翼”的空间结构;2)在双重约束下武汉市中心城区可划分为三类空间,总体呈“两带多区”的空间结构形态。该研究基于网格尺度构建了城市空间结构研究新思路,可为城市规划布局及国土空间格局优化提供方法参考和决策依据。     

顾及路网车程的医疗服务能力分析——以武汉市为例

针对医疗资源分布现状问题,通过量化分析,本文对武汉市中心城区的医疗服务能力进行评估,并结合现有社区的划分,以两步移动搜索算法为基础,引入路网车程对评估模型进行改进。根据实验结果,科学地评价城市医疗资源布局,并为医院选址规划提供合理建议。     

建筑用途的城市职住空间组织特征研究

针对现有职住空间关系的研究难以在微观维度上有效促进大城市职住功能空间的均衡发展以及规划政策与现状发展存在的时序错位问题,该文以北京市为例,从房屋建筑使用用途的角度切入,运用空间自相关分析模型、热点分析模型和职住用地比三个评价方法,同时借用ArcGIS软件平台进行空间分析与可视化表达,探究北京职住空间在乡镇尺度下的组织特征。研究发现:北京市职住空间表现为聚类分布的空间格局特征,以首都功能核心区为中心,大致呈现出环状圈层分布,北京市职住空间的“热点区”在空间分布上存在差异,而“冷点区”在空间分布上基本相同,职住空间关系存在失衡,与规划目标存在一定的偏差。提出的研究方法从微观维度分析了城市职住空间的组织特征,促进了城市规划与发展时序的有效结合,可在特大城市的职住空间关系的研究中进行推广应用。     

基于村镇空间相互作用关系的村落发展类型识别

村镇空间是一个城乡社会、经济关系交融的复合系统,具有空间关联性与层次性。本文以大冶市为例,应用空间相互作用理论,基于改进重力模型构建大冶市空间网络,识别村镇相互作用的关系,根据关系强弱划分强势村、一般村与弱势村。结果表明:大冶市村镇相互作用力呈现出由四周向中心集聚的态势,且强势村多分布于城镇周边与交通沿线,弱势村多分布于地形复杂和交通可达性较低区。基于改进重力模型构建的村镇空间网络,能够较好地反映村镇发展的关联特征与强弱联系,从而为村镇区域农村居民点规划布局提供科学的决策依据。     

武汉市城镇扩张适宜性与景观生态安全格局的时空耦合关系研究

城镇用地扩张与景观生态安全格局之间存在空间上的关联性与冲突性,为探究城镇扩张适宜性与景观生态安全格局的耦合关系,本文以武汉市为例,在2001、2007和2014年3期ETM遥感影像解译的基础上,结合武汉市高程、坡度、全国第二次土地调查与变更调查数据、道路交通网络数据等构建武汉市土地利用时空数据库。从自然环境因素与区位条件因素两大方面构建城镇扩张适宜性评价指标体系,利用GIS空间分析获取武汉市城镇扩张适宜性分布特征,采用最小阻力模型(MCR)构建武汉市景观生态安全格局。从空间分布特征与时间演变特征两个维度研究城镇扩张系统与景观生态系统之间的耦合关系。     

尺度变化对城市生态环境与人类活动关系的影响研究

针对空间尺度对城市生态环境与人类活动影响的研究,以南昌市为研究区,划分了300×300、500×500、700×700共3种格网尺度。使用遥感生态指数RSEI（目标向量）量化城市生态环境质量,结合POI点、微博签到点与道路网数据（特征向量）,利用随机森林回归模型分析不同尺度下两者之间的拟合效果。结果表明：①3种尺度下RSEI与POI点、微博签到点与道路网均呈现较强的负相关性;且负相关性最优的为RSEI和微博签到点数据,最差的为RSEI和道路网数据。②300×300尺度下随机森林回归模型的拟合效果最好。随着尺度的变大,拟合的效果会越来越差。③无论尺度如何变化,利用随机森林回归拟合的标准化残差ε均呈正态分布;且随着尺度的变大,ε值空间分布的随机性也逐渐增大。随机森林回归模型为度量尺度对城市生态环境与人类活动的关系研究提供了有效的途径,也为城市生态文明建设提供了科学的依据和参考。     

加色法同位规则挖掘支持下的兰州市居民区生活便利度分析

居民区生活便利度分析是城市研究的热点问题之一,对提升城市居民生活质量具有重要意义。城市空间中的居民活动主要发生在道路网络空间,加色法同位规则是一种网络空间同位模式可视化挖掘方法,避免了复杂的数学公式、算法及相关参数,具有形象直观的特点。鉴于此,本文利用加色法同位规则这一可视化数据挖掘手段,在表达空间交互的同时将数据挖掘的结果直接用于居民区生活便利度分析。以兰州市为例,进行居民区与其他14类城市基础设施之间位置关系的挖掘试验,全局分析与局部分析相结合,对不同区域的居民区生活便利度进行评价,以期为兰州市城市建设提供参考。结果表明：在兰州市,居民区与药店、超市、牛肉面馆等地理要素存在最强同位规则,与医院、火锅店存在较强同位规则,与商场、派出所、消防站无同位规则;居民区在整体上呈现多个宜居中心的分布特点,在区位上呈现便利度东高西低的分布特征。     

顾及上下级空间关系相似性的道路网联动匹配方法

现有道路网匹配方法中,大多利用道路自身结点和弧段特征进行匹配,而较少注意道路邻域要素在道路网匹配中的重要定位参考作用,从而影响匹配效率和正确率的进一步提高。针对上述问题,本文提出了一种顾及上下级空间关系相似性的道路网联动匹配方法,即模仿人在读图时通过特征地物和空间关联寻找目标地物的思维过程,将匹配看作是一种特征目标寻找、信息关联传递的推理过程。首先,运用Stroke技术将复杂道路网进行等级划分。其次,通过道路骨架关联关系树构建道路网联动匹配模型。最后,选取高等级骨干道路作为起始特征对象,计算道路间的上下级空间关系相似性,逐级迭代使匹配信息在道路网联动匹配模型中传递,从而得到匹配结果。试验表明,本文算法缩小了待匹配数据的搜索范围,能够有效提高匹配正确率和效率,尤其在数据位移较大、存在非系统性几何位置偏差的情况下优势明显。     

湖北省县域道路网络综合通达性及其空间特征

道路网络通达性是区域交通体系建设所要考虑的重要方面。本文以GIS为技术手段,通过重力度量模型、道路加权和密度模型计算得出经济联系指数和道路加权核密度指数,并构建综合通达性指数来分析湖北省县域道路网络综合通达性及其空间特征分布。结果表明:(1)湖北省103个县经济联系指数以武汉市主城区最高;(2)道路加权核密度指数以武汉市东西湖区最高;(3)道路网络综合通达性最高的5个县级行政单元为硚口区、汉阳区、江岸区、江汉区、东西湖区。本文填补了目前国内省级交通网络通达性方面的研究空白,为湖北省道路交通网络的建设和布局优化提供了参考依据。     

利用词向量模型分析城市道路交通空间相关性

刻画城市道路之间的交通相关性是提高交通插值及预测水平的基础。现有研究及应用通常假设一定空间或拓扑距离内的道路相互之间具有相关性,这种方式忽视了道路之间交通影响的时空异质性。例如,上游道路交通流通常不会均匀扩散到所有下游道路,而是集中在特定方向上。道路之间产生交通影响和交互作用的根本原因是大量机动车辆穿梭其中。为从数据驱动的角度度量道路之间的交通相关性,从而顾及其时空异质性,本文利用词向量模型Word2Vec从大量机动车出行路径中挖掘道路之间的交通交互影响关系。首先把"路段-路径"类比为"词-文档";其次利用Word2Vec模型从大量路径(文档)中为每条路段(词)训练出一个实数向量(词向量);然后以向量之间的余弦相似度度量对应路段之间的交通相关性;最后利用交通状态数据对结果进行验证。以北京市200万条出租车出行路径为数据进行试验,结果表明:(1)平均水平上,向量相似度越高的邻近路段,其交通状态变化趋势也越相似,证明了本文方法可以正确度量道路之间的交通相关性,并刻画出其空间异质性;(2)工作日早、晚高峰及节假日路段之间的交通相关性大于工作日平峰和周六日,其合理性体现了本文方法可以正确捕捉道路交通相关性的时间异质性。本文方法及分析可为交通规划、诱导等提供方法论和理论基础。     

图卷积网络在道路网选取中的应用

针对现有制图综合中的道路网自动选取方法不能有效地利用道路网的空间特征问题,该文把道路网抽象为图结构,提出了使用图卷积网络来进行道路网的自动选取,并比较分析了不同的图卷积网络在道路网选取中的适用性。结果表明,图卷积网络可以通过多层卷积来自动提取不同局部范围的空间特征,从而减少空间特征的人工构建,相比传统的多层感知机(MLP)等人工智能选取方法,具有更高的选取精度。对于不同的图卷积网络模型,使用最大池化聚合的GraphSAGE获得了最优的性能。     

地形因子与小微地震相关度的空间异质性分析

针对传统最小二乘回归未能顾及数据的空间特性,且无法度量模型自变量与因变量相关性的空间变异特性的问题,本文提出利用地理加权回归方法分析小微地震频次与地形因子相关度的空间异质性。以四川地区的地震监测资料、DEM为实验数据,选取地形复杂度、坡度变率、坡向变率和地面曲率为自变量,地震发生频次为因变量,构建地理加权回归模型,并进行回归系数的空间变异分析。实验分析发现,地震频次与地形因子具有一定的相关性:地形复杂度与地震频次相关性最强;坡度变率、沟壑密度、剖面曲率与地震频次的相关性依次减弱;不同空间位置的地形因子和地震频次的相关性具有较明显的空间异质性。实验结果表明,地理加权回归可以有效地度量分析地震频次与地形因子相关度的空间异质性,研究结果可为地震及次生灾害的分析与预报提供辅助决策参考。     

Morphological similarities between DBM and a microeconomic model of sprawl

We present a model that simulates the growth of a metropolitan area on a 2D lattice. The model is dynamic and based on microeconomics. Households show preferences for nearby open spaces and neighbourhood density. They compete on the land market. They travel along a road network to access the CBD. A planner ensures the connectedness and maintenance of the road network. The spatial pattern of houses, green spaces and road network self-organises, emerging from agents individualistic decisions. We perform several simulations and vary residential preferences. Our results show morphologies and transition phases that are similar to Dieletric Breakdown Models (DBM). Such similarities were observed earlier by other authors, but we show here that it can be deducted from the functioning of the land market and thus explicitly connected to urban economic theory.     

道路网与兴趣点相结合的城市中心提取方法

为空间数据添加接近人们思维以及适宜认知的高阶信息是改善其可用性的重要途径。城市中心是这一类信息的典型案例,它在人们的社会活动中具有重要作用。本文提出一种单纯运用道路网和兴趣点提取城市中心的方法。该方法首先运用G*i提取了路网的密集区域,确定了包含城市中心的大致区域;然后根据该区域中特定类型兴趣点的网络核密度确定了城市中心的精确范围。对英国利物浦、加拿大多伦多和巴西库里蒂巴进行了试验,查准率为0.74~0.8,查全率为0.53~0.67,结果表明该方法能较为有效地提取城市中心。对方法的两个关键影响因素:G*i的距离测度以及网络核密度的带宽进行了敏感性分析,固定距离法为合适的距离测度方法,而600~900m为适宜带宽。     

轨迹分割与图层融合的车辆轨迹线构建道路地图方法

传统道路地图构建方法将轨迹点（线）同等对待提取道路数据,忽略车辆轨迹的空间差异性,制约其结果精度与应用范围。为此,本文根据轨迹速度将轨迹线集分割滤选为3个轨迹线子集,将轨迹方向与Delaunay三角网模型集成探测路网拓扑结构;顾及轨迹线子集的特征差异选取不同参数值和约束条件并分层提取道路几何、交通语义数据,分别构建3个道路图层;运用缓冲区方法并根据道路几何、语义特征将多个道路图层融合为单个完整道路地图。运用出租车轨迹数据进行试验分析,结果表明：该方法顾及轨迹分布差异性,能将道路几何、交通语义信息融合提取,更适于处理复杂道路结构下的轨迹线。