基于多维分形模型与指示克里格方法的地球化学异常识别研究

指示克里格方法是一种不依赖于分布假设条件的非参数估值方法,对于异常值和偏态分布都具有良好的稳健能力,因此可以作为地球化学异常研究的理想工具。阈值作为指示克里格方法最重要的参数,对于插值结果具有很大影响。该文从多维分形理论出发,利用浓度-面积(C-A)模型计算地球化学异常下限值,并将其作为阈值参与指示克里格法插值计算。为了解决多维分形测度时的不确定性,利用Voronoi图的唯一性对C-A模型进行了改进,并通过安徽省某铜矿区大比例尺化探Cu元素地球化学数据对上述方法进行了实例研究。结果显示,较之反距离加权插值法、普通克里格插值法,指示克里格法获取的最高累计概率范围与已知矿体的空间吻合程度更高,具有更好的地球化学异常识别能力。对于地球化学数据空间变异性强烈的地区,指示克里格方法在稳定变异函数形状和高值信息重建能力方面具有很大的优势。     

武夷山风景名胜区游客区域分布的空间自相关分析

利用空间自相关分析方法对武夷山风景名胜区游客区域空间分布进行分析.根据全局空间自相关指数(Global Moran′s I)及Z值,国内各客源地到武夷山风景名胜区的游客量的区域分布在整体上不存在显著的全局空间自相关,表现为随机格局;局部空间自相关指数(Local Moran's I)的计算结果表明大多数客源地与其邻近客源地游客量分布之间呈现随机分布的格局,只在极少数城市间存在显著的局部空间自相关,呈现聚集或离散的空间格局.     

时空聚集性探测方法在极端高温事件聚集分析中的应用研究

极端高温是灾害性气候的研究热点之一,进行其时空聚集性探测对极端高温灾害的深入研究与危险性评价至关重要。传统温度阈值法从超越概率角度进行极端事件提取,无法实现时空一体化分析,缺少对时空聚集程度的量化评价。该文引入扫描统计量,构造时空柱体扫描窗口对研究区进行时空一体化粗探测,通过相对危险度定量评价聚集程度,最后对探测结果进行局部Moran′s I热点分析,结合热点置信度优化聚集区的空间定位。以中国大陆地区2013年7月的温度数据为例,采用上述方法,探测出研究区的6个显著时空聚集区,相对危险度最高为3.99,最低为2.60,范围覆盖华北、华中、华东、西北的部分地区,最后以当年的气象资料及报道验证探测结果。结果表明,时空扫描和局部Moran′s I分析的集成是一种有效探测极端高温事件时空聚集区的方法,不仅能实现极高温事件准确可靠的时空定位,还能给出极高温区域的时空聚集指标。     

河南省经济发展的空间相关性及尺度效应

采用河南省126个县级空间单元、18个市级空间单元,利用改革开放以来8个年份的人均GDP数据,基于ArcGIS和GeoDa软件9种空间权重矩阵构建方式,研究了河南省经济发展全局Moran′s I指数的时空变化,以及县级和市级空间相关性的尺度效应。结果表明:1)河南省县级、市级经济发展具有显著的空间相关性,尤其是在1990年之后,县级、市级Moran′s I指数分别为0.5、0.4左右。2)各种空间权重矩阵构建方式下得到的县级、市级Moran′s I指数,随时间的总体变化趋势基本相同。另外,除了ArcGIS距离平方倒数方式得到的值均过小外,其他权重矩阵方式得到的县级、市级Moran′s I值差异相对较小。欧氏距离权重矩阵更适合于描述经济发展的空间相关性。3)空间相关性的尺度效应似乎有一个临界值,当超过该临界值以后,小尺度(县级)比大尺度(市级)的Moran′s I值大,之前则相反。所以,以县级尺度为基础对河南省经济发展的空间战略进行布局更好,能较好地描述经济发展的空间溢出效应。     

市域范围下商品住宅价格空间自相关分析——以抚州为例

基于2005～2009年抚州市域范围内普通商品住房价的数据资料,通过计算Moran’s,和LocalMoran＇s,系数值对抚州市域范围内普通住宅房价的时空分布格局进行空间自相关分析。分析结果表明,抚州市域范围下商品住宅房价在整体上未表现出空间自相关性;但在局部范围不同年度间少数城镇存在空间相关性。研究表明,房价空间自相关特性与研究区域的空间范围,经济整体发展水平、交通网络发达程度、区域内购房政策有关。     

基于GeoDA-GIS的四川省县域经济空间分异研究

选取14项经济指标,构建一个充分反映县域经济发展水平的指标体系,采用因子分析法,结合探索性空间数据分析(ESDA)方法与GIS、GeoDA空间分析工具,得出四川县域经济发展水平的差异性及空间分异特征。结果表明,四川省181个县域单元的经济差异较大,总体上,经济发达县域处于川东盆地区,经济落后县域分布于川西高原区;全局自相关特征明显,全局Moran s I指数达0.634 4,县域经济发展水平存在显著的空间集聚特征;局部空间自相关分析和Moran聚集图、LISA聚集图更具体、直观地显示了县域经济空间集聚位置和分布特征,进一步揭示了四川县域经济发展的热区和盲区。     

长江三角洲典型区工业发展影响下土壤重金属空间变异特征

以长三角江苏省宜兴市为例,研究工业发展影响下土壤重金属空间变异特征。结果表明:(1)点源周围元素富集程度较强,其中固体点源周围含量最高,液体次之,气体相对较低;富集元素种类取决于点源排放废物类型;元素含量随距离的增加呈明显下降趋势,气体点源影响范围最大,固体次之,液体相对较小。(2)与点源相比,面源排放下元素富集程度较弱,元素含量随距离的增加变化规律不明显,但影响范围大。(3)面源排放下重金属空间分布的方向性,除受盛行风向的影响,还受到工业布局的影响;由于富集元素种类复杂,加之交叉复合效应,使其空间变异更为复杂,从而加大了重金属治理的难度。     

中国省域展览业与经济相关关系及其空间溢出研究

以中国展览业为例,立足于展览业和区域经济发展的空间分布特征,使用Moran’s I和Moran’s I散点图阐释展览业与区域经济之间的空间自相关性,分析纳入空间因素的空间计量经济模型相对于经典回归模型的优越程度,进而揭示展览业发展对区域经济的空间溢出效应。研究结果显示：① 中国展览业发展和区域经济水平在地理空间上分布都不均衡;② 展览业及区域经济皆呈现高高聚集（HH）、低低聚集（LL）两种空间聚集格局;③ 现阶段,中国展馆规模与区域经济之间存在正相关关系;④ SLM优于经典回归模型,展览业发展对区域经济存在显著的空间溢出效应,在展览经济预测研究中充分考虑区域经济增长过程中的空间效应十分必要。     

基于空间自相关的湖北省耕地压力时空演变特征

借助耕地压力指数模型和空间自相关分析法定量测算了1999—2011年湖北省17个行政单元的耕地压力指数并分析了空间差异特征。结果表明:1999—2011年湖北省耕地压力呈弱倒"U"型,根据耕地压力指数的时序变化可将17个单元分为持续拉升区、和缓保持区、平稳下降区;1999—2011年的Moran’s I值表明湖北省耕地压力具有较明显的空间聚集特征,2001年Moran’s I值最高,2005年Moran’s I值最低;2011年17个单元的局部自相关指数表明湖北省各行政单元的耕地压力在空间上也具有一定的集聚或分异特征,尤其是以武汉市为中心形成了一个湖北省耕地压力的热点(高峰)地区。研究结果对制定湖北省区域空间发展战略、因地制宜地兼顾粮食安全和经济发展对土地的需求具有重要的参考意义。     

蒙古高原NDVI的空间格局及空间分异

基于GIMMS NDVI多年最大值合成数据,采用空间统计学方法,利用Moran’ s I系数分析、半变异函数分析以及分维分析等3种方法,对蒙古高原NDVI空间格局及空间分异特征进行研究。结果表明:(1)蒙古高原NDVI的空间分布在全局范围内呈现正的空间自相关,相似的NDVI值倾向于聚集在一起,这表明蒙古高原植被具有较好的整体性,地表植被无显著破碎化;(2)蒙古高原NDVI的空间分布虽然同时受到结构性因子和随机性因子的影响,但结构性因子占据绝对控制地位,结构性因子引起的空间变异占系统总变异的88.7%;(3)蒙古高原NDVI存在各向异性的分布特征,具有相似NDVI值的像元主要沿着西北-东南方向展布;全局NDVI空间自相关距离约为1178km,西北-东南方向与东北-西南方向的空间自相关距离比可达2.4 ∶ 1。     

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.     

泛型聚类排序3DR树批量构建算法

提出一种新的泛型3DR树批量构建算法,其核心思想是通过三维空间聚类和空间排序操作,使得在空间位置上邻近的空间对象在R树中处于尽量邻近的叶节点上,从而减少这些空间对象之间的交叠范围.对于给定的三维空间对象集合,首先依照其中心点进行距离相关性聚类,分为K类;对每类空间对象集进行3个分量方向上的扫描排序,再对每类的中心位置进行扫描排序;最后采用倒序批量构树方法构建R树.该算法比已有的R树构建算法有更高的时间和空间效率.     

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。     

论城市化的空间工具效应

人类发展从要素范式向系统范式转变将是必然趋势,不得不从"空间中的生产"转变为"空间的生产",以一个个规制性功效空间的构建规范现代社会,发挥着空间治理的作用,调控着人与自然的关系。城市和国家是人类进行空间治理最基本的两类功效空间范式,直接决定着相应社会系统的政治、经济行为,以及空间福利状态。城市是人类自行营造的物质空间和空间使役系统,是在时间、空间、物质、能量、信息、资本的有效整合下人类建构生存系统的一种基本空间范式,承载着复杂的政治、经济、文化与环境功能,形成了经济资本、政治生活、权力运作等交织在一起的具有多元意义的社会空间,发挥着空间管理与治理、规范空间行为、提供持续福利等功效。