An integration of GIS,virtual reality and the Internet for visualization,analysis and exploration of spatial data

This paper explores the way in which GIS, Virtual Reality (VR) and the Internet are closely integrated through the link of Virtual Reality Modelling Language (VRML) for spatial data visualization, analysis and exploration. Integration takes advantage of each component, and enables the dynamic 3D content to be built, visualized, interacted with and deployed all on the Web. To accomplish this, a hybrid approach that merges the conventional client-side and server-side methods is proposed, which offers the best of both worlds in terms of flexibility and capability, as well as the rational use of computing resources. Based on this approach, a Web-based prototype toolkit is designed and implemented by using an affordable desktop GIS through its macro language together with Java, Common Gateway Interface (CGI) and HTML programming. This toolkit comprises a 3D visualization tool, a 3D analysis tool, and a Java/VRML interface, which are respectively used for the creation of VRML models from 2D maps, surface analysis (e.g. profile creation and visibility analysis), and interaction (e.g. selecting and querying) with the output VRML worlds of 3D visualization and analysis. It is demonstrated that this toolkit provides an integrated environment, facilitating users to gain insights from the interaction with virtual environments that are built from existing GIS databases.     

Methodologies for estimating t*(f) from short-period body waves and regional variations of t*(f) in the United States

Summary. In this paper we discuss some aspects of estimating t * from short-period body waves and present some limits on t* (f) models for the central and south-western United States (CUS and SWUS). We find that for short-period data, with frequencies above 1 or 2 Hz, while the average spectral shape is stable, the smaller details of the spectra are not; thus, only an average t *, and not a frequency-dependent t *, can be derived from such information. Also, amplitudes are extremely variable for short-period data, and thus a great deal of data from many stations and azimuths must be used when amplitudes are included in attenuation studies.
The predictions of three pairs of models for t* (f) in the central and south-western United States are compared with time domain observations of amplitudes and waveforms and frequency domain observations of spectral slopes to put bounds on the attenuation under the different parts of the country. A model with the t * values of the CUS and SWUS converging at low frequencies and differing slightly at high frequencies matches the spectral domain characteristics, but not the time domain amplitudes and waveforms of short-period body waves. A model with t * curves converging at low frequencies, but diverging strongly at high frequencies, matches the time domain observations, but not the spectral shapes. A model with nearly-parallel t* (f) curves for the central and south-western United States satisfies both the time and frequency domain observations.
We conclude that use of both time and frequency domain information is essential in determining t* (f) models. For the central and south-western United States, a model with nearly-parallel t* (f) curves, where Δ t *∼ 0.2 s, satisfies both kinds of data in the 0.3–2 Hz frequency range.     

中国城市流动人口回流意愿的空间分异及影响因素

基于国家卫计委2016年流动人口动态监测数据（CMDS）,运用相关GIS空间统计工具探讨了中国279个地级及以上城市流动人口回流意愿空间分异问题,进而考察流动人口回流意愿的影响因素。研究发现：① 相比居留意愿及户籍迁移意愿,中国城市流动人口回流意愿偏低（6.17%）,其中,绝大多数流动人口（74.05%）的回流去向地是返回原居住地。城市规模、城市等级与流动人口回流意愿呈非对称“U型”格局。② 流动人口回流意愿总体上呈现出集聚分布模式,并具有显著的空间分异特征,长江三角洲、京津冀等城市群流动人口的回流意愿较高,成渝和哈长城市群流动人口回流意愿较低;东部地区流动人口回流意愿最高,东北地区的回流意愿最低;华南、中南和部分华东地区为回流意愿热点区,东北和华北地区为回流意愿的冷点区。③ 回流意愿受流动人口内部因素与流入地外部因素的共同影响,同时作为内部因素和外部因素的教育水平及经济发展变量对流动人口回流意愿的影响方向不同。④ 流动人口的家庭联系、社会网络、住房及经济因素是塑造流动人口空间格局的主要力量,流入地家庭规模及住房拥有率等对流动人口回流意愿产生抑制作用,非流入地家庭规模、流动次数、家庭收入支出比等对回流意愿产生促进作用。     

1990-2010年福建省县域人口老龄化时空演变特征及其驱动机制

将探索性空间数据分析方法应用于人口老龄化区域差异研究,以福建省为例,分析1990-2010年间县域人口老龄化时空演变特征,并探讨导致格局演变的驱动机制。结果表明：① 人口老龄化的总体空间格局存在较强的空间正相关性,但空间集聚有所减弱。② 热点区（高度热点区）由沿海向内陆演进,属跃迁式突变;边缘区发展方向刚好相反,属收缩式渐变。③ 总变异中随机性因素增大,结构化分异减弱;区域空间差异愈发显著,主要体现在西北—东南方向上。④ 各类因素对不同地区人口老龄化的影响程度和方向各不相同,但在空间上按一定的方向产生具有一定规律性的分化。总体而言,死亡率和每千人拥有病床数对人口老龄化贡献为正,出生率、人均受教育年限及迁入率具有抑制作用,而人均GDP对人口老龄化既有推动也有抑制作用。     

A GIS toolkit for measuring and mapping space–time accessibility from a place-based perspective

This article introduces a novel geographical information system toolkit for measuring and mapping the accessibility of individuals to services. The toolkit contributes to earlier implementations by combining aspects of both place-based and person-based accessibility measures. To this end, place-based accessibility measures are derived from a person-based framework by considering space–time prisms that are centred at service facilities rather than individual anchor points. The implementation is also innovative by explicitly accounting for the opening hours of service delivery in its accessibility measurement. In addition, the toolkit is aimed to be user-friendly and to generate insightful and comprehensible results for non-technically oriented users, which is illustrated in a brief case study about library accessibility in Ghent (Belgium).     

Using a Huff-Based Model to Delineate Hospital Service Areas

Hospital service areas (HSAs) are increasingly adopted as a basic analysis unit for health care studies. The popular Dartmouth HSAs were produced more than two decades ago, and the process was far from automated. This research uses a Huff-based model automated in a geographic information systems (GIS) environment to delineate HSAs. Based on the Florida State Inpatient Database (SID) in 2011, a best-fitting distance decay function is derived from the actual travel patterns of hospitalization and then fed into the Huff model to strengthen the model's theoretical foundation in individual spatial behavior. The HSAs derived from the Huff-based model are then compared to the traditional flow-based HSAs defined by the Dartmouth method and assessed in terms of self-containment and heterogeneity of internal socioeconomic structure and urbanicity. The Huff-based model requires fewer data and is easy to implement as an automated toolkit and thus has great potential for replication in other regions to define large-scale and consistent HSAs.     

南极数据目录系统(ADDS)初步研究

ＡＤＤＳ是国际南极领域高度重视和许多国家共同研究的课题,是南极数据国际交流和共享的基础,也是国际南极数据管理发展的首要切入点。本文阐述了ＡＤＤＳ的六条开发原则并对其框架结构加以了分析,指出ＡＤＤＳ应采用国际目录网络（ＩＤＮ）的目录交换格式（ＤＩＦ）,以利于提高南极数据目录的兼容性和实用性。本文还说明了ＡＭＤ工具箱的设计思想及所要达到的目的及其改进方法。经过研究和实践,对南极数据目录条目的分类、ＡＤＤＳ的开发提出了见解及其实施方面的建议,预测了可能存在的问题及其解决方案,展望了今后的发展方向。     

基于人口变化的东莞城镇增长与收缩特征和机制研究

基于人口变化的视角,考察东莞城镇人口增长与收缩所出现的结构性变化,分析金融危机前后东莞城镇人口在规模数量、年龄结构、性别结构、学历结构,以及不同类型增长城镇与收缩城镇的产业经济和空间格局特征,并建立面板回归模型探讨影响城镇人口增长与收缩的因素和机制。研究表明,东莞总人口规模趋于波动增长的同时,人口结构呈现出外来人口市民化加快、男女性别失衡加剧、人口年轻化与高学历化的转变;增长类型城镇产业结构以先进制造业和现代服务业为主,而收缩类型城镇则面临传统加工制造业的转型升级问题;空间上呈现“北增长-南收缩”的格局,形成了中部增长、西北部和东南部收缩的城镇集中片区;而宏观经济波动、产业转型升级、科技创新投入、地方发展方式影响着东莞城镇人口的增长与收缩。     

Spatial and Longitudinal Patterns in County Age-Specific Net Migration in the United States 1950–2010

Many migration studies describe various counties by adopting a priori county typologies, such as the U.S. Department of Agriculture Economic Research Service county typology, which might not be suitable for identifying different age migration patterns of the U.S. counties. This study employs a spatial clustering method that exhaustively compares all U.S. counties on their age migration similarity and spatial proximity to investigate signature age-specific net migration profiles across six decades of U.S. county age-specific net migration data from 1950 to 2010. All of the six-decade data are integrated into a common spatial county boundary on which counties below a population threshold are merged with the nearest county to mitigate the small population problem in net migration rates. As counties are merged by increasing large population thresholds, the Getis-Ord Gi* spatial autocorrelation statistic is applied to examine how the spatial migration patterns are affected. It is found that U.S. county age-specific net migration profiles exhibit four signature patterns. Although these patterns are persistent across the past six decades, their spatial distributions have experienced dramatic variation. The small population problem in net migration rates affects the extent and location of the significant spatial migration patterns.     

基于人群密度风险的无人机动态路径规划研究

为解决无人机数量的快速增长导致其对地面尤其是城市内运行风险的提升,提高无人机的运行效率,减少无人机对地面人群造成的威胁,需基于人群密度对无人机制定特定的路径规划。然而,现阶段对无人机进行路径规划时仍以静态人口统计数据作为地面风险的分析依据,未能根据人群密度的时空变化特征对无人机进行实时路径规划。论文首先分析城市路网人群密度时空数据特征;其次,利用卷积神经网络对不同区域的人群密度进行预测;最后,根据已预测的人群密度数据,利用改进A*算法对无人机进行实时路径规划及风险评估。使用该模型对北京上空无人机路径进行规划,结果显示,无人机运行风险降低了76%,可为无人机交通管理系统实时路径规划功能的建立提供理论参考。     

人口统计数据的空间转换

在经济和社会研究中,所要研究的区域之上经常没有数据,而这些数据需要由已知区域的数据求得,即统计数据需要空间转换,这就通常涉及到面积内插。本文从GIS的角度研究如何解决人口内插问题,认为面积内插和GIS中的叠加分析是一致的。在传统的面积内插方法的基础上是提出了基于人口真实分布的面积内插方法,并推导出了公式。同时提出了人口密度的递归算法,即把居住区分为人口稀疏地区和人口稠密地区,估计出人口稀疏地区的人口密度,就可以求出人口密集地区的人口密度;再把人口密集区分为新的人口稀疏区和密集区,此过程反复直至求出接近于人口真实分布的人口模型。     

中国城市流动人口住房质量的空间分异与影响因素

基于2015年全国1%人口抽样调查和2014年流动人口动态监测调查（CMDS）数据,本文以房屋面积、设施条件、建筑年代和社区类型来衡量流动人口住房质量,运用空间统计工具探讨了中国310个地级及以上行政单元流动人口住房质量的空间分异特征,进而通过空间计量模型考察流动人口住房质量的影响因素。研究发现：① 流动人口住房整体水平虽不及本地居民,但差距并不悬殊;② 流动人口住房质量的空间差异明显,中部地区流动人口住房质量最高,东部、西部和东北地区在住房质量4个方面各有劣势;③ 按照行政等级和规模等级划分,中等城市流动人口住房质量最好,超大城市住房质量最差;④ 流动人口住房质量呈现出显著的空间正相关,但各指标高、低值集聚区的分布格局存在一定差异;⑤ 流动人口个体（内部特征）和流入地（外部特征）因素对流动人口住房质量具有显著影响,分别作用于不同的方面;⑥ 中小城市和大城市流动人口住房质量的决定因素及作用强度不尽相同。     

新疆青海地区现代地表沉积物颜色指标与气候参数关系

为更好理解现代沉积物颜色指标（亮度L^*、红度a^*和黄度b^*）与气候参数（年平均温度和年平均降水量）关系,采集新疆和青海地区大空间尺度上104 个地表沉积物样品,运用空间分析与传统统计方法相结合探讨了颜色指标与气候参数的空间趋势特征及局部空间关系,并分析二者之间的相关性。研究发现无论是年平均温度和L^*、a^*和b^*的趋势分析还是空间关联分析,年平均温度和L^*、a^*和b^*在研究区域的不同地区具有不同的关系特征. 年平均降水量和L^*、a^*和b^*的趋势分析在研究区域的不同地区呈现负相关,空间关联分析中在东南部和中部年平均降水量与L^*、a^*和b^*呈现负相关的关系特征.该地区现代表土沉积物颜色指标（L^*、a^*和b^*）与年平均降水量呈负相关关系,相关系数分别为-0.26、-0.35 和-0.29（P=0.01）,与年平均温度相关性不显著,可能与年平均温度和颜色指标在研究区域的不同地区具有不同的相关性有关。现代地表沉积物颜色指标与气候参数的相关性高低,与采样点的数量、分布密度、跨度、地带性土壤类型、相关性分析方法等有关. 本研究对新疆和青海地区地表沉积物颜色指标与气候参数之间关系的探讨,为深入探讨该地区地层颜色指标与古气候环境关系提供参考依据。     

南沙群岛地名分析

依据多种历史资料,介绍南沙群岛地名的变迁过程,对中国“更路薄”中的渔民俗称以及中国政府于1935年、1947年和1983年三次公布的南沙岛礁地名进行统计,分析渔民俗称和标准地名对维护中国领土和主权完整的重要意义,梳理了各套地名系统中的专名体系和通名体系,对地名语源进行探讨,研究各地名系统之间的演进过程,总结了各自的优点与缺憾。针对现用标准地名提出以下建议：① 有计划地公布部分资料中已有记载岛礁的标准地名;② 对大型环礁细部、新生沙洲和新建大型人工岛进行命名以利于维护主权和保障航行安全;③ 对于现用标准地名中的部分外来语源地名可恢复其渔民俗称;④ 对于存疑岛礁应尽快核实确认以去疑存真。     

烟台芝罘黄土剖面末次间冰期沉积物色度特征及其古环境意义

以烟台市的芝罘岛风砂沉积剖面为研究对象,分析色度特征,并结合光释光测年探讨末次间冰期该地区的气候。结果表明：1）色度参数L^*均值为52.13,在整个剖面表现为黄土层L^*高于古土壤层,指示寒冷干燥的气候条件。a^*、b^*、C^*、h^*均值依次为11.18、25.03、27.43和0.421,其值均表现为古土壤层高于黄土层,指示温暖湿润的气候条件。2）各色度参数在剖面垂直方向上呈现峰谷交替的3个旋回,反映该地区末次间冰期的气候变化经历由夏季风占主导,气候暖湿,降水较多（MIS5e：118.5—124.9 ka）→夏季风势力减弱,冬季风增强,气温下降（MIS5d：105.2—118.5 ka）→夏季风影响明显,气候湿热（MIS5c：94.7—105.2 ka）→冬季风增强,气温下降（MIS5b：83.4—94.7 ka）→开始转向暖湿（MIS5a：70.18—83.4 ka）→再转向干冷（MIS4：62.85—70.18 ka）的冷暖震荡。     

基于空间滤波方法的中国省际人口迁移驱动因素

人口迁移数据中往往存在较强的网络自相关性,以往基于最小二乘估计的重力模型与迁移数据的拟合度较低,而改进后的泊松重力模型仍存在过度离散的缺陷,以上问题均导致既有人口迁移模型中的估计偏差。本文构建了特征向量空间滤波（ESF）负二项重力模型,基于2015年全国1%人口抽样调查数据,研究2010-2015年中国省际人口迁移的驱动因素。结果表明：① 省际人口迁移流间存在显著的空间溢出效应,ESF能有效地提取数据中的网络自相关性以降低模型的估计偏差,排序在前1.4%的特征向量即可提取较强的网络自相关信息。② 省际人口迁移流之间存在明显的过度离散现象,考虑到数据离散的负二项重力模型更适用于人口迁移驱动因素的估计。③ 网络自相关性会导致模型对距离相关变量估计的上偏与大部分非距离变量估计的下偏,修正后的模型揭示出以下驱动因素：区域人口特征、社会网络、经济发展、教育水平等因素是引发省际人口迁移的重要原因,而居住环境与公路网络等因素也逐渐成为影响人口迁移重要的“拉力”因素。④ 与既有研究相比,社会网络因素(迁移存量、流动链指数)对人口迁移的影响日益增强,而空间距离对人口迁移的影响进一步呈现弱化趋势。     

贵州省乌江流域人口分布与地形的关系

研究流域人口分布与地形的关系,有助于了解地理环境对人口分布的影响。以贵州省乌江流域为研究区,基于DEM数据和人口数据,提取海拔、坡度、起伏度等地形因子,研究人口分布与地形因子的关系。研究结论：① 人口数量在海拔800~1400 m的地区超过60%,人口密度在1000~1200 m的地区最高。② 人口数量与人口密度随着坡度上升总体呈下降趋势。③ 人口密度在起伏度小于50 m的地区超过1000人/km ²,人口密度随着起伏度上升总体呈下降趋势。     

格网人口图的计算机制图方法

本文以江苏为例,对约100幅地形图进行全盘采样,获得三万多居民地小方块数据,应用小方块与人口之间的密切关系,进一步获得三万多人口数据。在此基础上做出分别以格网分区图表法、格网分级比值法、等值线法表示的三幅江苏省人口密度图;以定位布点法表示的江苏省人口分布图。它们的共同特点是都以大量人口数据为基础编制而成。     

Seismic attenuation values obtained from instantaneous-frequency matching and spectral ratios

In this paper, attenuation values are obtained from seismic data using instantaneous-frequency matching and spectral ratios. to obtain differential t * values using instantaneous-frequency matching, a near offset reference pulse is attenuated until the resulting instantaneous frequency matches the observed value at the receiver. Prior to matching, filtering can be applied to each trace in order to reduce the effects of noise on the calculated instantaneous frequencies. In the second method, the spectral ratio between a receiver pulse and a reference pulse is used to obtain differential t * values. to obtain an unbiased estimate, a variable spectral bandwidth is used depending on the noise level of the data. the two methods are tested using synthetic traces and then applied to crustal refraction data from the 1986 PASSCAL Ouachita experiment. Results show that the differential t * values obtained using filtered, instantaneous-frequency matching are consistent with and have less scatter than those obtained from spectral ratios with a variable bandwidth.     

东北三省人口分布空间格局演化及其驱动因素研究

东北地区作为全国重要老工业基地,在面临新一轮振兴机遇的形势下,人口分布的集疏变化及其驱动因素亟待细致梳理。根据中国第四、第五、第六次分县人口普查资料,运用洛伦兹曲线、人口密度相对变化率和空间自相关分析方法对东北地区1990~2010年、176个县域的人口分布空间格局演化进行深入分析,在此基础上,选取10个自然和社会经济指标,使用偏最小二乘法（PLS）对东北地区人口分布空间格局演化的影响因素进行定量分析,研究发现：①从总体分布格局变化特征来看,20 a来人口密度始终是黑龙江省<吉林省<辽宁省,且以省会城市为主的多中心“T”型人口分布空间格局越来越明显;②1990~2010年,东北地区人口密度经历了从相对分散到相对集中的变化过程,且人口密度高的地区所占土地面积小,人口密度低的地区占地面积大。人口空间分布呈现显著的正的空间自相关特征,即人口密度存在高高、低低集聚现象;③从人口密度变化类型来看,1990~2010年,共80个县域属于快速增加和缓慢增加类型,快速降低和缓慢降低类型的县域共96个,其中辽宁省县域人口密度变化“两极化”现象较为明显;④自然因素与社会经济因素同时作用于人口密度变化,但社会经济发展水平是人口密度变化的主要影响因素。