基于加权Voronoi图及Voronoi树图的城市影响范围研究——以山东省为例

基于山东省17地市经济发展数据,构建反映城市综合实力的指标体系,利用因子分析法确定城市综合实力得分,以此为基础,建立加权Voronoi图揭示1995~2012年山东省各城市的空间影响范围及演变规律,运用Voronoi树图方法实现了城市多层级嵌套结构的表达,有效反映了城市之间的空间竞争关系,为城市合理布局规划提供了有效论证。     

基于Voronoi图的岛礁水道空间配置模型研究

水道是连接两侧大陆或岛屿的狭长水域,是水上的生命线。在海洋中,水道通常与岛屿相伴而生,特别在礁体丛生的海域,岛礁与水道间的关系更为微妙,岛礁的价值在某些方面体现在其对水道安全的影响。本文以岛礁和水道的空间配置为出发点,提出基于Voronoi图的岛礁水道空间配置模型,利用岛礁对水道的控制强度,从水道的安全角度,描述岛礁的价值。最后,利用相关数据计算岛礁对水道的控制范围及强度,对岛礁与水道间的空间配置关系进行探讨。结果表明,空间配置关系是影响岛礁对水道的控制的重要因素,在空间相互关系的制约下岛礁的区位优势更能凸现其对水道的有效控制。该模型对海洋中岛礁分布区的水道安全及岛礁价值的研究有着重要的意义。     

基于加权Voronoi图的城市腹地界定方法研究——以成渝经济圈为例

中心城市腹地合理地划分对区域的资源整合、协调发展起到关键性的作用。本文立足于加权Voronoi图,将城市的中心性强度及综合交通可达性作为权重引入断裂点模型中,修正了断裂点模型中的城市人口规模,构建了加权Voronoi图城市腹地界定新模型;并以成渝经济圈36个中心城市为例,对模型进行验证。研究表明,成渝经济圈各中心城市腹地与行政区范围吻合度较差。根据腹地与行政区范围大小的比值将城市划分为3类:比值大于100%的城市具有良好的适合腹地向外扩展的条件,对周边城市的发展有较大影响;比值在60%~100%之间的城市对周边城市的发展起到一定作用;比值小于60%的城市则说明周边城市的影响力远远大于本市。而四川省的成都市和重庆市的主城作为区域实力最强的城市,其腹地范围并不是最大的,这表明城市腹地的范围及大小主要由中心城市的综合实力和周边城市的综合实力共同决定。这是对成渝经济圈各城市腹地的重新界定,对成渝经济圈城市规划有一定参考意义。     

一种基于Voronoi图的人防警报器空间选址算法

首先通过声学传播原理研究了警报器覆盖范围模型,结合Voronoi图影像范围、最大空心圆策略和平面完全剖分等特性,提出了基于Voronoi图的警报器空间选址算法。文章详细阐述了算法基本思想和流程,最后进行了算法组件设计和系统开发实践。实践表明采用该算法能满足城市警报器合理选址和适当重叠覆盖的要求,并具有其优越性。     

山西省城镇空间分布特征Voronoi图建模分析

随着我国新型城镇化规划的实施,如何识别城镇发展的不均衡,以及产生这些差异的原因已成为城镇化建设亟待解决的问题。本文利用Voronoi图的空间剖分特性,将城市中心性强度作为权重引入模型,建立山西省地级市加权Voronoi图,分析其空间影响范围,以判断山西省地级市发展的合理性和局限性;利用Delaunay图发现城市“空洞”,结合道路河流等矢量信息,通过叠加分析识别出待优先发展城镇;通过常规Voronoi图和变异系数C_v值判断本文模型的合理性和可行性。研究发现,山西省太原市的空间影响范围较大,导致周边地级市东西部发展较为不均衡;繁峙县、灵石县、新绛县条件较好,可以优先发展;通过常规Voronoi图和C_v值验证表明,本文所得结论与实际检验相符合。     

基于加权Voronoi图的北京市湿地功能分区研究

湿地功能分区是城市湿地生态系统健康恢复、管理改善,以及资源可持续利用的重要前提。本文以北京湿地为例,利用客观赋权的主成分分析法对湿地生态服务功能进行综合评价;并结合空间分析中的Voronoi图空间分区方法,通过利用牛顿-断裂点模型确定属性权重的主要步骤,构建基于加权Voronoi图的城市湿地功能分区模型,开展"自下而上"定量化的北京湿地功能分区研究。结果表明:(1)北京湿地功能综合评价中,密云水库湿地的功能综合值最大,表明该湿地生态服务功能作用最重要。(2)北京湿地功能分区分为三级框架,其中包括4个一级核心湿地功能区、15个二级核心湿地功能区、43个三级核心湿地单元。(3)湿地资源功能价值量与湿地斑块空间关系的相结合,实现了属性和空间双重距离约束的湿地功能分区,促进了湿地生态系统服务价值评估在决策管理中的深入应用,为城市湿地功能区划提供技术支持。     

基于Voronoi图的高密度城区停车场空间布局分析——以广州市海珠区为例

停车场是高密度城区基础设施的重要组成部分,对人口、道路、建筑等具有一定空间依赖,并形成其特定的分布规律。本文以广州市海珠区为例,运用Voronoi图对高密度城区停车场空间布局特征和空间聚集度与其影响因子的空间自相关性进行了GIS系统分析。通过研究区内及各街道区域内建立停车场Voronoi多边形,计算CV值、聚类指数及停车场聚集度。分析表明:(1)在高密度城区内,全区范围及各街道区域内停车场有集聚布局的趋势。集聚核出现在西北面江南大道商业圈和北面广州新中轴线贯穿的海珠区中心区段,高密度城区停车场有围绕商圈、中心发展区等高密度城区特征,突出区域集聚的趋势。(2)人口密度、道路密度、建筑密度等因子在全局及局部上影响着停车场的空间布局,而人口密度的影响最明显。(3)高密度城市化发展水平越高,各影响因子对停车场的密度与集聚程度影响越显著。     

空间同位模式支持下城市服务业关联发现及特征分析

空间同位模式分析是数据挖掘中一种常见的方法,可有效挖掘城市设施在空间位置上的关联特征,进而发现城市设施的分布规律.本文基于POI数据同位模式挖掘用来获取城市服务业空间关联结构:首先,通过邻近实例获取、同位候选模式存储与筛选,得到城市服务业二阶同位模式;然后,据此构造产业空间关联图,得到产业间的关联结构;最后,分别构造了...     

基于Voronoi图的遥感影像校正地面控制点选取

遥感影像几何校正时要求选取的地面控制点应尽可能在整幅影像内均匀分布,而对于均匀分布的理解主观性较强。本文运用Voronoi图控制地面控制点的均匀分布,并建立了控制点的分布与数量的联系,使选取的地面控制点分布均匀,且数量足够。实验证明,用Voronoi图控制地面控制点的均匀分布,是提高遥感影像多项式几何校正精度的有效途径。     

基于Voronoi图的点状要素注记自动配置

对点状要素候选注记位置质量进行了量化评定,提出了基于Voronoi图的点状要素注记自动配置的思想,并对其进行了实验性验证,理论及实验分析结果表明此种方法逻辑严密,简单易行,注记配置速度快、回溯次数少,超常规注记配置出现个数少,对GIS平台点状要素注记自动配置具有指导意义。     

顾及出租车OD点分布密度的空间Voronoi剖分算法及OD流可视化分析

为对城市各区域出租车OD轨迹流进行可视化分析,需对城市作空间剖分处理,以产生研究所需的子区域。传统的欧氏距离空间剖分方法,在空间上进行硬性切割不能有效地顾及城市人、物的时空流动模式,因此,本文提出了一种空间约束条件下,顾及出租车OD点分布密度的网络Voronoi剖分方法。首先,将道路网的边细分成线性单元,然后,设定空间约束以产生合适的发生元,让各发生元在路网上以线性单元为单位扩散步长,以不同的速度向周围联通道路进行扩散,最终将城市空间划分成一系列与出租车OD点分布密度相适应的空间子区域。利用OD流可视化理论与技术,基于划分的城市子区域分析出租车在这些区域的时空流动,并结合图论知识探究城市空间OD流拓扑图结构的变化,分析不同划分区域出租车流动模式。最后,通过北京地区一天的出租车轨迹数据,对本文提出的算法及分析方法进行了实验。     

基于空间场-水文模型的城市影响腹地界定及其空间演变分析——以河南省地级城市为例

城市影响腹地范围的划分,在区域与城市规划中有着重要的理论和实际意义。本文从"城市结节性"和"空间交通可达性"两方面改进场强模型,采用主成分分析法与指标体系计算河南省城市结节性指数,利用累积耗费距离测算空间可达性,借助k阶数据场模型与水文分析模型,综合测度了1991年和2010年河南省17个地级城市的影响腹地范围及空间演变特征。研究表明,20年间河南省地级城市的平均可达本文时间从1991年的45.41 min缩短为2010年的33.03 min,空间场能显著增长且空间分异性显著。南阳的腹地面积增加最大,信阳的腹地面积缩小最大;安阳腹地面积增加率和漯河腹地面积减少率最大。郑州的腹地范围与其行政辖区偏移度最大。     

基于边界替代的人口数据空间化方法研究

首先将山东省各县市按级别分类,利用回归方法得到不同级别县市的城镇居住密度与农村居住密度,然后根据乡镇驻地位置,构造Voronoi图来替代乡镇边界。在此基础上利用各乡镇人口数据与居民点数据计算得到各 Voronoi图形的居住密度,并将该密度赋予每个图形的发生点(即乡镇驻地位置),而后利用反距离插值算法,并结合窗口移动平均处理,得到全省的居住密度分布图。使用居住密度分布图和居民点分布数据,计算人口分布数据。并根据每个县市的图上汇总人口和统计人口,计算得到各县市的调整系数,使用该系数对每个栅格的人口数进行调整,保证了各县市总人口不会出现误差。最终得到山东省1km×1km栅格的人口分布数据。最后选取某些样本县, 在样本县内对比每个乡镇图上的人口与实际统计人口,结果表明该人口分布数据有较高的精度。     

多尺度视角下城市住宅价格空间格局与影响机制研究

城市住宅价格的空间分异受到多重资源因素的影响,其影响机制在不同尺度上表现出的空间分异格局各不相同.以2015—2018年16个季度成都市中心城区商品住宅小区住宅价格为基本数据,利用空间自相关分析法、多尺度视角分析法探索成都市住宅价格空间分异格局,利用地理加权回归模型(GWR)构建成都市住宅价格特征变量指标体系,分析导致住宅价格空间差异的影响机制,研究发现:在2015—2018年16个季度中,成都市住宅价格先持续上升后出现小幅下降,中心城区各区住宅价格空间自相关性高,表明近年来住宅价格空间邻近联动性强.500 m×500 m栅格尺度下成都市中心城区住宅价格分布不均衡,住宅价格总体呈现中心区域高、边缘区域低分布格局,且南北住宅价格存在一定差异,中心城区住宅价格局部呈现"多中心+边缘化"的空间分布格局.多尺度视角分析法不仅能够考虑尺度效应及分区效应对住宅价格空间格局的影响,而且能够定量分析多资源因素对住宅价格的影响机制,解析多资源因素指标对住宅价格空间分异产生的影响.     

紧急救援下障碍空间分析技术的应用

灾害紧急救援提出了对地理信息技术新的急迫要求:即动态GIS中的动态数据模型和"0"初始化计算问题,障碍空间路径规划问题、"安全岛"问题——障碍空间最大(小)间隙问题、与安全区的k阶邻近问题,本文给出了这些问题的解决途径和解算实例。     

武汉城市化进程对湖泊景观格局的空间非平稳性影响分析

武汉城市化过程中的土地利用变化对其湖泊生态系统产生了一系列负面影响,深入研究并分析其影响的空间非平稳性对优化武汉城市化建设和环境保护规划极具现实意义。本文运用景观生态学理论和地理加权回归建模方法,分别构建城市化测度指标和多种类型景观格局指标,衡量武汉城市化进程对于湖泊特征、景观格局的影响,从而揭示了1996~2013年间武汉城市化进程与湖泊景观格局之间的空间非平稳性关系,结果表明:1武汉城市化进程对其不同地理区域的湖泊景观格局影响存在差异,具体表现为城市化强度越大的地区,其引起并解释湖泊景观格局变化的能力越强;2在武汉市大部分地区(超过其总面积的70%),尤其集中在中部及其周边地区,城市化与湖泊景观面积、密度、连通度、斑块分维数的变化均存在负相关,且具有呈方向性的梯度变化趋势。3在某些有针对性保护的区域,如北部黄陂区,景观面积、景观连通度、斑块分维数与城市化强度指数呈现出正相关。针对上述特征本研究提出武汉市湖泊防治的对策和建议。     

基于智慧城市空间大数据的城市信息图谱建构研究

城市大数据信息图谱相较于传统地图信息平台而言,具有可定位、可视化、实时监测的特点;同时,将城市信息图谱平台精确落实到空间地块,则能实现从表层到深层对城市各系统、各单元的全面、综合的信息表达与联动分析。基于此,本文通过大数据采集、人机互动技术及谷地软件等方法,形成从建筑单体-用地地块-道路红线-街区单元-地形地貌的三维建筑精度的城市空间数据库,进而建构出城市多源大数据全信息复合数据库,这一数据库涵盖城市绿化系统、城市市政系统、城市微气候系统、城市产业系统、城市人车系统以及城市意象系统。在此基础上,通过Arc GIS平台将空间形态数据库与复合数据库进行空间耦合,形成基于统一空间坐标系的城市空间大数据信息图谱的基础模型;根据城市规划、城市设计与管理需要进行多对象的大数据组合与相关性分析,获得多源数据融合特征综合信息,进而优化规划和设计的科学决策。     

基于空间分析技术的城市土壤污染评价

结合地理信息系统技术,提出了空间分析技术评价城市土壤污染的技术路线并探讨了与之相关的数据处理方法、评价单元的划分、评价指标体系的建立以及各指标的权重设定,借助GIS软件Arcview的空间分析模块,编程实现了用空间分析方法对城市土壤污染的评价。利用该方法对北京市城区及近郊区土壤污染进行了评价,结果表明,空间分析技术是一种在可视化条件下对城市土壤污染进行评价分析的有效方法,评价结果真实可信。     

基于GIS的城市空间格局要素研究与表达

城市的空间格局与社会生活各个方面息息相关,若利用GIS卓越的技术能力,探索城市空间格局的结构性特征、要素关联,挖掘其中的空间关系或其他有意义的结构模式,将为城市经济发展、资源分配、交通规划等社会问题提供知识支撑.此外若将城市空间格局与GIS空间分析相融合,将有助于架起图形与文本之间的桥梁与纽带,提升GIS空间数据挖掘水...     

等时线模型支持下的深圳市综合医院空间可达性测度分析

可达性是在空间分布格局、设施约束等综合条件下的空间决策问题,等时线模型为该决策分析可提供方法支持,它是以时间地理为框架,用时间成本来衡量时空可达性的重要模型。面向兴趣点（Point of Interest, POI）可达性分析通常包括2种形式：① 基于“供给”角度从特定POI出发的服务可达分析;② 基于“需求”角度从任意空间位置出发获得最近服务的便利度分析。目前的研究从“供给”角度探求特定POI的服务范围居多,对“需求”角度的等时线分析关注不够。本研究针对这一缺陷,开展面向服务需求的兴趣点可达性等时线分析,考察任意位置达到某类服务设施最近点的时间代价。在几何度量方法上,本研究利用了网络空间Voronoi图模型,与传统欧氏空间Voronoi图相比,本方法顾及了街道网络对空间通达的直接影响。本研究发现了等时线的形态、坡度等特征能够反映POI的疏密分布和道路网的通达性。