城市新区教育设施可达性评价与空间优化——以深圳市坪山区为例

城市新区在发展过程中面临教育设施供给不足和不均衡的问题,可达性与空间优化方法能够为解决该问题提供科学依据。以深圳市坪山区为例,从供需关系出发,运用高斯两步移动搜寻法和改进的p-中位模型,探讨城市新区教育设施的可达性评价与空间优化,提出优化迫切度概念,分析得到教育设施优化区位和规模。结果表明:坪山区各层级教育设施可达性均存在明显空间差异;优化迫切度结果能够为设施配置的重点区域及优先次序提供依据;优化后各层级教育设施分布比较均衡,与人口分布较为契合;优化结果反映出相关规划标准存在不适用性,应注重规划标准差异化的研究。将城市教育设施空间布局评价和区位优化相结合,能为深圳市坪山区教育设施布局规划提供科学依据。     

农村中小学选址的空间运筹

农村中小学的选址问题是当前地理学区位理论应用的一个热点,学校作为一个设施对学生上学安全和便捷程度有很大影响。许多学者研究了学校的区位问题,然而对农村地区来说,采用模型不够适合。本文学校选址研究充分考虑P-重心模型和P-中心模型的优缺点,在P-重心模型的基础上对模型进行改进,增加学生上学最大距离不超过某一阈值的约束,这样改进后的模型同时具有P-中心和P-重心模型的优点,既保证农村偏远地区的学生上学相对方便,又保证加权距离和相对最小。为了方便应用,应用地理信息科学方法,使用改进的节点交换搜索算法求解,然后通过Visual Studio 开发平台和ArcGIS Engine 二次开发组件库开发了农村中小学最优选址的决策支持系统。最后以山东省某镇为例,用该系统解决该镇的小学选址,结果发现改进后同时具有P-重心和P-中心特性的模型比传统的P-重心模型更能适合农村小学选址,能够作为小学学校规划选址的辅助决策依据。     

面向15 min生活圈的城市服务设施规划模型与实验

生活圈规划是城市公共资源均等化配置和可持续发展的重要抓手。特定城市15 min生活圈服务设施规划实践中,针对某一类公共服务,如何确定其设施数量、空间位置和服务公平性,具有诸多挑战。为回答这一问题,本文首次改进经典的设施区位问题（CFLP）为服务半径和覆盖率双重约束下的部分覆盖问题（μCFLP）,使其适用于生活圈服务设施布局规划。构造μCFLP线性规划模型,设计数学启发求解算法。按照中国城市规模划分标准,选择6个典型城市案例区域,以社区卫生服务中心为例,进行服务设施布局规划实验。结果表明：改进模型适用于城市生活圈服务设施布局规划,能够平衡服务供给成本、可及性和公平性;在人口密度较低的城市,模型对服务半径和覆盖率参数设置敏感,服务质量与效率难以兼顾,而在人口密度高的大都市,相对容易满足15 min生活圈建设标准。本文模型在面向15 min生活圈的城市服务设施规划方面具有明显的优势,一是无须事先确定设施数量,二是能够按覆盖半径与覆盖率探索最优设施布局。     

基于供需关系的城市边缘区基础教育设施布局研究——以西安市长安区韦曲街道为例

运用Arc GIS空间分析方法,从设施的供需关系出发,在探究城市边缘区人口与基础教育设施分布特征的基础上,依据距离衰减规律和规模经济理论,分析设施布局中服务半径与门槛人口之间的制约关系,认为基础教育设施布局的核心问题是使供给密度与需求密度相匹配,从而构建了以供需密度为核心、兼顾服务半径与规模效益的城市边缘区基础教育设施布局规划模型。以西安市长安区韦曲街道为例,运用该模型对近期小学布局进行了研究,提出学校新建选址、扩建、撤并和增强可达性等规划建议,认为规划布局城市边缘区基础教育设施应当综合考虑服务半径与门槛人口,使设施供给密度与居民需求密度相匹配。     

农村社区选址布局模型探讨——以青岛西海岸地区为例

系统梳理了农村社区选址布局的相关研究进展,重新建构社区选址布局的基本原则并予以数学抽象。在此基础上引入泰森多边形和引力模型,以村庄发展潜力、社区最大服务半径为基本控制条件,依托Map Basic平台设计相应算法,分别建立农村社区选址模型和社区服务范围模型,构建了由计算机辅助实现的农村社区选址布局模型系统,并以青岛西海岸地区为实证地区,将模型系统应用于该区域农村社区选址布局规划实践中。研究结果表明,构建的模型系统适应性较强,通过村庄发展潜力与社区空间约束相关联,可有效提高农村社区选址布局规划的科学性与合理性,为当前农村社区建设提供一定的指导和借鉴。     

旅游集散地规划的地计算模型及案例

从地计算的角度出发,分析了地计算在旅游集散地规划中的问题,以江西上饶为例,运用可计算模型对旅游地域系统规划中的旅游中心集散地选择问题,旅游服务设施区位以及宾馆床位数的最优化问题进行了研究。这些问题的共同特征是它们是区域规划性质的、地理学的,而不是建筑学的景点景观设计。研究发现,地计算对于提高规划水平,是有效的,同时表明一般的空间分析问题,可以建立可计算模型。所有模型采用Visual Basic6.0(VB)编写程序实现计算,程序中调用了GIS软件中的MapObjects2.0控件实现地理显示、分析功能。这一工作显示VB与GIS软件结合,可以获取强大的空间分析功能。     

基于连续空间需求的公共图书馆最大覆盖选址方法——以武汉市主城区为例

为解决现有公共图书馆布局不合理问题,该文基于离散空间需求分别构建P-中值模型、最大覆盖模型进行选址,结果表明后者更适用于图书馆选址;但因需求点分布密度不均,最大覆盖模型求出的一组设施点并非最优解,其覆盖效果一般。针对此问题,提出了基于连续空间需求下的最大覆盖选址方法,即当需求为多边形区域时,将无限个候选点转变为有限个PIPS候选点,并包含最优解,则可用较少的一组设施实现服务最大化覆盖。以武汉市主城区公共图书馆选址研究为例,验证了基于连续空间需求的最大覆盖选址方法的可行性,该方法能够显著提高服务覆盖率,优化公共图书馆的空间布局。     

新重力P中值模型及其在城市综合医院区位决策中的实证检验——以无锡市为例

区位—分配模型是实现公共服务设施最适配置的有效方法之一。传统的P中值模型以效率作为导向,采用“邻近分配”规则,不考虑设施容量(规模),难以适应城市综合医院供需之间相互作用规律下适度均衡、居民随机概率式选择和区位与规模同步求解的布局要求。本文尝试以P中值模型为基础框架,在对P中值模型来源及其适用性进行分析的基础上,构建出基于供需双方(居民—综合医院)空间相互作用的重力P中值模型。新模型通过纳入“邻近就医”最大出行成本因子,确保居民至少邻近1所综合医院(保障空间公平);通过追求总加权出行成本最小化,确保设施空间配置效率;通过纳入设施容量规模因子实现设施区位和规模同时求解;通过纳入最小规模因子,保障设施规模效率和服务质量公平。进一步通过无锡市区综合医院空间配置进行实证检验发现：采用新模型优化后,综合医院空间配置更加公平、居民邻近就医更加便捷,且能够实现与社区卫生设施协同布局,使整个医疗设施体系空间布局更加合理。本文构建的新重力P中值模型(模型的变量参数可作适当调整)可用于竞争型公共设施区位决策,为相关设施布局调整或者规划提供决策依据。     

利用排序多元Logit模型研究城市居民的 居住区位选择

本文将北京、上海、广州、武汉和重庆五城市的居住区位调查数据,利用排序多元Logit模型研究城市居民对居住区位的选择行为进行了实证分析。影响区位选择的因素可归纳为家庭层面和城市层面两部分,前者包括收入、工作地点、对环境的偏好等,后者则包括住房价格、城市扩张程度、郊区市政设施便利程度等,实证结果表明这些因素的影响都是显著的,且符合理论预期。收入较高的群体仍喜好选择距离城市中心偏近的居住区位,郊区基础设施和公共服务设施的不完善是制约其向郊区转移的主要因素。这些实证结论能够对城市发展布局和居住用地的规划开发起到决策支持作用。     

邻避设施空间分布特征及其与周边住宅价格的关系——广州案例

随着中国城镇的快速发展以及市民环境意识的提高,由邻避设施引发的矛盾日益增多。合理规划邻避设施,是促进环境正义、推动社会和谐的重要课题。论文从“规划云平台”获取广州主城区邻避设施的地理信息数据,通过Python语句编码收集广州主城区小区平均房价数据,运用克里金插值法分析邻避设施的空间分布特征,构建多元线性回归模型和地理加权回归模型研究邻避设施与周边住宅价格的关系。研究发现,广州主城区邻避设施的布局与低收入住宅区的分布在空间上具有一致性,邻避设施主要分布在房价较低的住宅区周边;邻避设施对周边小区房价的影响与邻避设施的类型和所在区位相关,城市边缘区的邻避设施对房价造成了显著的负面影响,而城市中心良好的区位条件、基础设施与公共服务配套一定程度上抵消了邻避设施的负外部性;污名化类的邻避设施对房价的影响程度明显小于污染类、风险聚集类和心理不悦类邻避设施。本研究对有关城市邻避设施的科学规划布点具有一定的借鉴和指导意义。     

An efficient method for single-facility location and path-connecting problems in a cell map

This article presents an efficient method for simultaneously finding both the Weber cell and optimal connective paths in a grid. As numerous barriers of arbitrary shape and weighted regions are distributed in the cell map of this research, the problem scenario is similar to working out a real-life facility location selection and path-routing problems in a geographical map. In this study, the Weber problem of finding a single-facility location from an accumulation cost table is generated by a grid wave propagation method (higher-geometry maze router). After finding the Weber point (cell), optimal connective paths with minimum total weighted cost are backtracked between the Weber location cell and the demand cells. This new computation algorithm with linear time and space complexity can be integrated as a spatial analytical function within GIS.     

A parallel algorithm for coverage optimization on multi-core architectures

Location siting is an important part of service provision, with much potential to impact operational efficiency, safety, security, system reliability, etc. A class of location models seeks to optimize coverage of demand for service that is continuously distributed across space. Decision-making and planning contexts include police/fire resource allocation for a community, siting cellular towers to support cell phone signal transmission, locating emergency warning sirens to alert the public of severe weather and other related dangers, and many others as well. When facilities can be sited anywhere in continuous space to provide coverage to an entire region, this is a very computationally challenging problem to solve because potential demand for service is everywhere and there are an infinite number of potential facility sites to consider. This article develops a new parallel solution approach for this location coverage optimization problem through an iterative bounding scheme on multi-core architectures. The developed approach is applied to site emergency warning sirens in Dublin, Ohio, and fire stations in Elk Grove, California. Results demonstrate the effectiveness and efficiency of the proposed approach, enabling real-time analysis and planning. This work illustrates that the integration of cyberinfrastructure can significantly improve computational efficiency in solving challenging spatial optimization problems, fitting the themes of this special issue: cyberinfrastructure, GIS, and spatial optimization.     

基于空间分位数模型的住宅价格分异的影响因素研究——以武汉市为例

住宅价格的变化是关系我国城镇化建设和社会经济高质量发展的重要问题。为探索住宅价格分位点下的影响因素,本文以我国中部国家中心城市——武汉市为例,运用空间分位数模型进行定量分析,同时将两阶段空间自回归模型结果作为对比揭示其优越性。研究表明：① 空间分位数模型不仅能考虑住宅价格的空间自相关性,而且还关注了住宅价格的条件分布特征,更为全面地描述微观因素对不同价位住宅的作用效应。②从分位点来看,高住宅价格的空间自相关性强于低住宅价格的;而且影响因素存在波动性和异质性,相比较于两阶段空间自回归的均值结果,空间分位数模型中各因素的影响程度随着分位点的变化出现上升或下降趋势,对低价、高价等不同价位的住宅影响程度存在显著差异。③ 整体而言,建筑年龄和医疗配套为负向影响因素,容积率等建筑特征、区位特征和教育配套等邻里特征变量为正向影响因素。基于研究结果,合理提高中低价位住宅区域的容积率和绿地率、加大低价住宅区的轨道交通和教育设施的投入力度等应当成为政府部门针对不同价位的住宅制定差异化政策措施的考虑方向。     

新时期国土空间治理单元功能认知及其融合路径——以成都市为例

国土空间治理是新时期中国国土资源开发、利用、保护、整治及修复的重要战略手段。当前国土空间治理体系在空间尺度上存在主导功能衔接失配,亟待统一不同尺度空间单元以统筹治理边界、提高治理效率。据此,面向传统治理单元管制边界的针对性问题导向,提出“通过不同理念或方式界定的国土空间单元具有不同的功能导向”等研究假设,并构建土地利用冲突、生态系统障碍、社会发展状态等指数在行政区划单元、自然生态单元、社会发展单元等治理单元上以成都市为例进行验证。结果表明,研究区国土空间治理问题属性的空间格局特征差异化显著,人类活动范围与自然环境限制之间的矛盾是导致区域内治理问题发生的核心因素。在空间相关性分析方面,所有治理问题类型在不同空间单元上均呈现显著自相关性,且均通过0.05显著性检验,但不同空间单元具有理论指向性特点。其中,社会发展单元更适合解决经济发展动力差距问题,自然生态单元更适合解决生态系统连通阻力问题,行政区划单元则更适合解决事权管理冲突问题。在此基础上,利用景观单元协调不同尺度空间单元的问题属性,将研究区划分为高山地带发展动力衰弱型（22.98%）、丘陵地带治理属性均衡型（11.55%）、乡村地区管理冲突加剧型（44.57%）、城乡边缘区发展主导复合型（9.44%）、核心建成区连通阻力增强型（11.46%）5类空间,进而实现多尺度空间单元的跨行政区融合路径。综合而言,有必要建立管理-保护-发展功能嵌套的空间单元集成体系,通过细化景观尺度将权力和责任从政府机构拓展至更广泛的行动参与者,系统地提升国土空间治理效能。     

国外乡村地理关系研究范式进展与启示

随着区域一体化政策和信息、交通等设施的推进,乡村地区被纳入更为广泛的要素流通与经济过程中,乡村地区被内、外经济社会多重联系重新定义。论文通过回顾西方发达国家乡村地理关系范式研究进展,重点探讨了乡村地区能否通过加强外向联系来削弱其地理区位边缘性这一核心问题,同时探讨了关系研究范式在中国乡村地理研究中的适用性,并试图构建起适应中国国情的乡村关系地理研究框架。西方乡村地理学者提出了关系的研究范式以适应乡村地区新的发展背景,在关系视角的研究语境中,社会经济活动中的参与主体被当作真正的研究对象,关注参与主体间各类“流”要素及其关系;同时,距离的概念被重新定义,地理空间呈现虚、实交互的特征,关系距离是对基于位空间的乡村研究的补充;此外,关系资本、弱关系和嵌入性等“关系”概念重新定义了乡村社会经济的作用过程。研究发现,地理区位与地方性特征仍然是乡村产业发展及参与外部竞争最重要的资本,但以通信、交通等设施为代表的“硬”环境的改善对弥补乡村区位劣势的边际效益逐渐降低。因而现阶段乡村振兴战略的推进需要从制度空间、学习空间、“非正式”社交网络等“软”环境的建设着手,促进信息、技术和资本等“流”要素的移动,进而推动乡村产业和功能的发展。     

多叉树蚁群算法及在区位选址中的应用研究

本文提出了基于多叉树蚁群算法(ant colony optimization based on multi-way tree) 的区 位选址优化方法。在多目标和大型空间尺度约束条件下,地理区位选址的解决方案组合呈现 海量规模、空间搜索量庞大,难以求出理想解。基于多叉树的蚁群算法对地理空间进行多叉树划分,在多叉树的层上构造蚂蚁路径(ant path),让蚂蚁在多叉树的搜索路径上逐步留下信息 素,借助信息素的通讯来间接协作获得理想的候选解。采用该方法用于广州市的地理区位选址,取得良好结果。实验结果表明：采用基于多叉树的蚁群算法,改善了蚂蚁在空间搜索能 力,适合求解大规模空间下的区位选址问题。     

煤炭城市转型中的社会空间结构——以阜新为例

作为煤炭工业城市,阜新市处于经济和社会发展的全面转型中,其城市社会空间结构以及演变特征与国内外通常关注的综合性中心城市的案例均有所不同。利用问卷调查方法获得第一手数据,通过因子分析得到阜新市社会空间结构的5个主因子,即贫困人口、"体制内"就业人员、(原)矿业人口、私营及个体从业者以及棚户区及老旧住宅居民等;利用改进的区位商方法结合GIS制图,展示了5个主因子的空间集聚状况;采用聚类分析方法提取出"体制内"就业人员聚集区、原矿业人口他转移地区、原矿业人口自转移地区(私营及个体从业者聚集区)、待改造棚户区、贫困人口高度集中区等5类社会区;最后根据这5类社会区的空间分布特征,抽象出了转型中阜新市社会空间结构的简化模型。探讨了阜新市社会空间结构的形成机理,认为原矿业人口的转移、铁路的分隔作用、资源开发的阶段性、资源枯竭型城市经济转型、煤炭城市特殊的生态环境问题、职业分化的体制因素等是促使阜新市独特社会空间结构形成的重要因素。     

乡村生活空间研究进展及展望

乡村生活空间是一定地域乡村居民居住、就业、消费和休闲等日常活动迭置而成的空间聚合体,也是一定乡村地域空间形式、空间内涵和空间意义内在关联的有机统一体。近期西方学术界对乡村生活空间的关注主要集中于两个方面：一是后生产主义乡村的生活主体多元化和生活空间异质化,二是被城市社会生活他者化和空间边缘化的不同弱势群体的乡村生活体验及空间建构。国内乡村生活空间研究具有两个鲜明特点：从研究内容看,注重乡村居民居住及就业空间变化研究,但乡村消费空间和休闲空间研究成果很少见;从研究方法看,空间形式的实证分析始终占据主导地位,空间内涵的结构分析和空间意义的人本分析有待深化。乡村生活空间研究能够丰富乡村地理学的研究视角,并可能为乡村发展政策制定提供理论指导。西方乡村生活空间研究难以提供标准模版,中国乡村生活空间研究资源得天独厚,“形式-内涵-意义”相统一的空间观能够帮助构造有效分析框架,基于空间行为分析的多种方法集成能够提供有力分析工具。     

环境污染重心与社会经济重心的演变对比分析——以河南省为例

运用空间结构重心计算方法,选取河南省18个行政区的相关数据,对河南省2003—2013年环境污染重心与社会经济重心的空间分布、移动规律和相互影响进行分析。分别计算工业废水、废气、固体废弃物3个环境污染重心,年末总人口、GDP、社会固定资产投资3个社会经济重心,从移动距离、移动方向、移动路径、斜率分析、空间相关性分析等多个角度阐述河南省环境污染重心、社会经济重心的动态变化与空间联系。结果表明:经济重心的移动与河南省区域经济发展政策有关;经济重心与各项污染重心的空间距离越来越大;固体废弃物、废气与废水向经济重心两侧移动,总体呈"个"字型态发展;经济重心所在区位基本不变而且将会保持。