坐标与属性一体化的空间聚类方法研究

通过空间坐标和属性特征的有机结合,定义了3种空间距离,给出了基于空间距离的K平均系统聚类算法,对山东省生态环境质量进行了聚类分析和类型分区。实践表明,空间聚类方法可以较好地反映出空间位置邻近和属性特征相似的空间聚类要求。     

坐标与属性一体化的空间聚类方法研究

通过空间坐标和属性特征的有机结合，定义了3种空间距离，给出了基于空间距离的K平均系统聚类算法，对山东省生态环境质量进行了聚类分析和类型分区。实践表明，空间聚类方法可以较好地反映出空间位置邻近和属性特征相似的空间聚类要求。     

基于空间聚类分析的福建省各县市经济发展水平研究

将空间坐标和属性特征有机地结合起来,给出空间距离的定义,提出位置与属性一体化的空间聚类方法——基于空间距离的K-均值聚类法,利用M atlab编写其算法程序。同时以福建省各县市经济发展水平的类型划分作为研究实例,首先选取反映社会经济发展水平的8项指标,并利用G IS技术提取各县市的重心位置坐标,再利用该空间聚类算法将福建省各县市的经济发展水平聚类为5类,结果表明此算法能够综合考虑空间位置邻近性和属性特征相似性的聚类要求,对福建区域可持续发展有一定的指导意义。     

3D GIS空间索引技术研究

概括并分析3D GIS中使用的空间索引技术,介绍各类技术方法的基本思想;对典型的空间索引方法进行分类,综合比较其优缺点和适用对象;按照空间分割方式将三维空间索引分为规则分割和对象分割两大类,规则分割包括规则网格、BSP树、八叉树、KD树、KDB树和R树系列等,对象分割则通过层次包围体来实现。指出在3D GIS实际应用中,应根据实际情况和应用需要组合多种索引技术,进而生成灵活、高效的索引机制。     

基于NoSQL的分布式R树索引构建与应用研究

针对当前空间填充曲线(Space-Filling Curve,SFC)类NoSQL空间索引对复杂几何索引支持较差、字典序映射成本较高等问题,该文提出一种基于NoSQL的分布式R树空间索引.基于NoSQL的分区存储模式,通过优化后的STR(Sort Tile Recursive)均衡策略配置分布式R树,借助R树路径实现索引、数据的编码存储,并提出批处理模式的索引并行构建方法;借助NoSQL的SSPT(Server-Side Scripts)计算框架构建查询、应用并行处理机制.选用土地利用、规划数据进行对比实验,结果表明:该索引的平均构建耗时为GeoMesa的30.0％,500万量级下耗时仅为GeoMesa的18.6％;执行MBR查询、多边形几何查询、最邻近查询的平均耗时分别为GeoMesa的26.5％ 、53.4％ 、52.3％;执行自然资源开发项目合规性审查应用的平均耗时分别为ArcGIS、GeoMesa的10.6％ 、72.7％.该索引在构建性能、空间查询性能以及应用性能方面均具有优越性,能为基于NoSQL的海量空间数据高性能存储、检索与应用提供一种优良解决方案.     

基于粒子群双重空间聚类的城镇地价空间分异规律挖掘

城镇地价的空间分异对其动态监测片区划定具有重要的参考作用,而空间聚类则是对该问题进行分析的一种有效方法.文中在分析空间聚类本质的基础上,设计了一种基于样本数据的粒子群双重空间聚类挖掘模型,并以北海市二手房地价空间分布挖掘为实例进行了应用.结果表明:粒子群双重空间聚类在空间聚类效果上优于传统K-均值聚类法,尤其是对于任意形状聚类簇的挖掘;然而,由于标准粒子群优化算法机理的限制,其聚类效果随聚类中心的增多而呈下降趋势.总体而言,该方法能利用有限的样本挖掘质量较好的城镇地价空间分异区,可为城镇地价动态监管提供相     

基于子空间聚类算法的时空轨迹聚类

已有的时空轨迹聚类方法一般以整条轨迹作为聚类单元,聚类效果较低且不能识别轨迹局部特征;另一种轨迹聚类方法是以划分后轨迹段为聚类单元,算法效率较低且不能很好地支持多属性聚类。该文提出基于子空间聚类算法的时空轨迹聚类。首先引入数据归约的思想,将轨迹进行离散化处理,再运用CLIQUE算法对离散化后的轨迹段进行聚类。实验结果表明,此轨迹聚类方法具有较高的伸缩性,能有效地处理多维轨迹数据并识别轨迹的局部聚类特征,能揭示时空轨迹在不同子空间的运动规律。     

基于测井数据的沁水盆地南部古地理沉积环境恢复与特征分析

煤层的形成及煤层气资源的富集很大程度上取决于聚煤盆地的沉积环境及其古地理特征,聚煤盆地古地理环境的三维空间恢复对于研究煤层气资源的赋存规律及勘探靶区优选至关重要。该文以沁水盆地南部柿庄南区块为研究区,提出基于多维测井数据的聚煤盆地古地理沉积环境三维空间定量恢复方法。首先利用K-means空间聚类方法对研究区煤系地层主要岩性的测井曲线响应特征进行聚类,由此定量识别单井岩性和划分岩层层序格架;进而结合各沉积单元的测井曲线形态特征和岩性组合特点,综合确定沉积环境层序;最后依据研究区1 300余口钻井的沉积剖面序列实现聚煤盆地三维沉积相模型的精细构建。结果表明,研究区煤系地层山西组空间上为三角洲平原沉积体系特征,主要发育分流河道、分流间湾、天然堤、决口扇和泥炭沼泽5种沉积微相;泥炭沼泽沉积环境发育的3^#煤层平均厚度为6.25 m,其三维空间聚集与覆水深度呈现一定相关性,空间上表现为沿海退方向上煤层逐渐变薄并具有分带特征;局部上受沉积环境影响,东南地区煤层煤质较好且顶部的泥岩、砂质泥岩较厚,有利于煤层气封存,为煤层气资源开发的有利靶区。     

融合出租车轨迹与街景图像的城市街道空间分类方法

城市街道空间是一种复杂的公共活动场所,是城市功能的重要空间载体。然而现有研究通常只聚焦于街道空间的交通功能,忽略街道空间所承担的其他功能类型,给街道的设计以及品质优化带来阻碍。为此,文章提出了一种融合出租车轨迹与街景图像的街道空间城市功能分类方法,该方法基于出租车轨迹数据构建城市居民在街道空间上的动态出行特征,基于街景图像构建街道空间的物理环境特征,并采用K-Means聚类算法对街道空间进行聚类。并以深圳市宝安区为例进行实验,结果表明,该方法能识别出商业、交通和居住3种类型的街道空间,识别结果可为街道空间设计与品质优化提供参考。     

郑州-洛阳地区史前连续文化聚落的 K-means聚类挖掘研究

利用K-means聚类算法和GIS组件SuperMap Objects,开发了基于连续文化序列的空间数据挖掘系统,运用该系统对郑州—洛阳地区史前3个连续文化时期的聚落进行数据挖掘,提取聚落遗址群的聚类规则。通过对聚类规则的分析可知,在仰韶文化后期和龙山文化时期,那些靠近聚落群中心且面积较大的高等级聚落,在位置和交通方面都具有很大的优越性,具备中心聚落的特点,成为中心聚落的潜力大,有发展成为王都的趋势。     

空间分析研究进展

空间分析从地理空间的视角描述和分析问题,是地理学日益受关注的研究手段与方法,已引起其他相关学科的重视。该文阐述了空间分析的概念、内容、分类与定义,沿着1960s以来空间分析的发展脉络,分为3个阶段:1960s对空间数据的分析和空间自相关的测度,1970s-1980s空间统计学的迅速发展时期,1990s到本世纪初,空间分析与GIS和智能计算相互结合产生巨大的应用潜力,计算密集型的特点明显。结合各阶段典型的、具有代表性的文献资料,阐述不同时期的主要特点与成就,最后总结了空间分析的发展趋势和相关问题。     

Place matters in sports: effects of the length of championship series on winning probabilities for the team with home field advantage

In this paper, I address the question of how the length of championship series between two teams can affect the probability that a team wins the series. The geographical element of the question enters through consideration of ‘home-field advantage’. This refers to the fact that in championship series, one of the teams has the benefit of one additional game that is scheduled to be played at home. This, coupled with the fact that teams typically have a higher likelihood of winning at home, leads to an interesting and surprisingly complex relationship between the length of a series and the probability of winning that series. Conclusions include the facts that (1) when the team with home-field advantage has a relatively small probability of winning away from home, it will fare relatively better in shorter series, and (2) the probability of winning a series can first become lower, but then become higher, as one progresses from 1-game series to 3-, 5- and 7-game series.     

自然地理要素空间插值的几个问题

资源管理、灾害管理、生态环境治理以及全球变化研究的需要强化了部分自然地理要素空间插值研究的重要性。这些要素空间插值的核心是建立充分逼近要素空间分布特征的函数方程。对于给定的区域与要素样本值 ,插值函数可以有多种模型形式。各类模型的精度受其理论基础、模型算法、时空尺度效应、样本数据属性等因素的综合影响。通过对国际主要插值研究成果进行分析 ,文章认为各类模型插值精度的差异缘于模型对插值要素空间变异性与空间相关性的反映 ,具体应用中 ,只有对已知样本数据进行变异性与相关性分析才能选出适当的插值方法。     

Detecting arbitrarily shaped clusters using ant colony optimization

In the map of geo-referenced population and cases, the detection of the most likely cluster (MLC), which is made up of many connected polygons (e.g., the boundaries of census tracts), may face two difficulties. One is the irregularity of the shape of the cluster and the other is the heterogeneity of the cluster. A heterogeneous cluster is referred to as the cluster containing depression links (a polygon is a depression link if it satisfies two conditions: (1) the ratio between the case number and the population in the polygon is below the average ratio of the whole map; (2) the removal of the polygon will disconnect the cluster). Previous studies have successfully solved the problem of detecting arbitrarily shaped clusters not containing depression links. However, for a heterogeneous cluster, existing methods may generate mistakes, for example, missing some parts of the cluster. In this article, a spatial scanning method based on the ant colony optimization (AntScan) is proposed to improve the detection power. If a polygon can be simplified as a node, the research area consisting of many polygons then can be seen as a graph. So the detection of the MLC can be seen as the search of the best subgraph (with the largest likelihood value) in the graph. The comparison between AntScan, GAScan (the spatial scan method based on the genetic optimization), and SAScan (the spatial scan method based on the simulated annealing optimization) indicates that (1) the performance of GAScan and SAScan is significantly influenced by the parameter of the fraction value (the maximum allowed size of the detected cluster), which can only be estimated by multiple trials, while no such parameter is needed in AntScan; (2) AntScan shows superior power over GAScan and SAScan in detecting heterogeneous clusters. The case study on esophageal cancer in North China demonstrates that the cluster identified by AntScan has the larger likelihood value than that detected by SAScan and covers all high-risk regions of esophageal cancer whereas SAScan misses some high-risk regions (the region in the southwest of Shandong province, eastern China) due to the existence of a depression link.     

对完善国土空间规划编制内容与编制体系的再思考

国土空间规划是现代国家为应对发展环境变化而对国土空间进行的优化调整。近年来国内外发展环境发生了深刻变化,呈现全球经济短链化和区域化、生产制造智能化和数字化、社会发展低碳化和绿色化、人口老龄化和少子化等趋势,对中国经济社会发展和国土空间开发保护产生了系统性的深刻影响。国土空间规划必须及时应对：一方面,需要构建国土空间开发保护新格局,协调经济社会发展与国土空间开发相适应,促进人与自然和谐共生,提高经济发展质量和人民生活品质;另一方面,需要进一步完善国土空间规划编制体系,增强国土空间总体规划的战略性,发挥专项规划的专业性,提高详细规划的人本性,编制实施跨区域的国土空间规划,不断完善国土空间治理的体制机制,全面提升国土空间治理能力和治理体系现代化水平。     

地理空间分布整体统计研究进展

利用统计学方法研究社会经济与自然等要素的地理空间分布在最近几十年来已引起许多学者的关注.地理空间分布的整体性就像它的局部性一样,是空间统计分析的主要对象.本文目的是综述各种地理空间分布整体性特征的统计研究进展.在这里,地理空间分布的整体性特征是指它在二维空间上的中心和方位以及它自身的地理范围、空间密集度和形状.文中介绍了对这些整体性特征进行统计描述、预测和估计的方法.已有近20个空间统计指标用于描述社会经济和自然地理空间分布的各种整体性特征,分析和预测它们的时空演化过程.如空间移动、扩张、加密、旋转,并确定不同空间分布的相关关系.文中探讨了地理空间分布整体统计目前存在的主要科学问题.如空间独立性假设、空间随机抽样、时空过程分析(包括时空稳态随机过程1、空间统计描述方法和空间分布函数等.     

A statistical test on the local effects of spatially structured variance

Spatial variance is an important characteristic of spatial random variables. It describes local deviations from average global conditions and is thus a proxy for spatial heterogeneity. Investigating instability in spatial variance is a useful way of detecting spatial boundaries, analysing the internal structure of spatial clusters and revealing simultaneously acting geographic phenomena. Recently, a corresponding test statistic called ‘Local Spatial Heteroscedasticity’ (LOSH) has been proposed. This test allows locally heterogeneous regions to be mapped and investigated by comparing them with the global average mean deviation in a data set. While this test is useful in stationary conditions, its value is limited in a global heterogeneous state. There is a risk that local structures might be overlooked and wrong inferences drawn. In this paper, we introduce a test that takes account of global spatial heterogeneity in assessing local spatial effects. The proposed measure, which we call ‘Local Spatial Dispersion’ (LSD), adapts LOSH to local conditions by omitting global information beyond the range of the local neighbourhood and by keeping the related inferential procedure at a local level. Thereby, the local neighbourhoods might be small and cause small-sample issues. In the view of this, we recommend an empirical Bayesian technique to increase the data that is available for resampling by employing empirical prior knowledge. The usefulness of this approach is demonstrated by applying it to a Light Detection and Ranging-derived data set with height differences and by making a comparison with LOSH. Our results show that LSD is uncorrelated with non-spatial variance as well as local spatial autocorrelation. It thus discloses patterns that would be missed by LOSH or indicators of spatial autocorrelation. Furthermore, the empirical outcomes suggest that interpreting LOSH and LSD together is of greater value than interpreting each of the measures individually. In the given example, local interactions can be statistically detected between variance and spatial patterns in the presence of global structuring, and thus reveal details that might otherwise be overlooked.     

对机构改革背景下空间规划体系构建的思考

“建立空间规划体系”是自然资源部的一项重要职能,也是整合空间规划、保障空间治理机制有效运行的必然要求。在借鉴国外空间规划体系的基础上,按照适应中国政治体制和法律基础、适应未来空间开发和空间治理变化的需求,提出构建层层传导的空间规划体系确保国家重大战略部署得以落实;提出在微观尺度空间规划进行空间开发权与土地利用权的分配,作为实施空间用途管制的法律依据,保障地方多样化、灵活化的发展;通过构建“宏观政策性/指导性规划—中观衔接性规划—微观实施性规划”的空间规划体系,为国家建立和完善空间规划体系、提升空间治理能力提供参考。     

空间外部性、空间依赖与空间外溢之辨析

空间外部性、空间依赖和空间外溢是用来解释区域经济增长空间效应作用机制的3个重要概念,也是用来分析区域经济增长的空间效应时的3个重要分析工具。目前,对于这3个概念应该如何定位还存在着一定的争论,在使用范围以及适用情况上缺乏统一性。根据相关文献对这3个概念的内涵进行比较,总结了它们的计量测度方法,试图对以往的研究内容做出梳理并补充,进而为研究它们对区域经济增长的作用机制打下基础。     

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。