元胞邻域对空间直观模拟结果的影响

作为一种空间直观模拟模型,地理元胞自动机(Geo-CA)能够模拟及预测城市扩展与土地利用情景.地理CA模拟中,元胞邻域及其空间构型会对转换规则的挖掘与空间直观模拟结果的可靠性产生显著影响,从模拟进度和精度、景观格局及运行效率等角度可以定量分析这种影响.以logistic回归CA模型为例,基于Von:Neumann型和M...     

利用空间插值法估算云覆盖像元地表温度的可行性研究

云覆盖是热红外遥感应用和地表温度遥感定量反演的重要障碍。实验选取河北衡水地区Landsat TM影像,借助GIS的空间分析功能,探索运用反距离加权(IDW)和普通克里金插值(OK)方法近似估算3种典型地表类型(水面、城镇、农田)下的云覆盖像元地表温度的可行性。实验结果显示:当云覆盖区域达15 000个像元(约等于13.5km2)时,两种空间插值方法对城镇的云覆盖像元地表温度估算误差都为1.6°C左右,而农田和水面的估算误差在1°C左右(且水面估算误差小于农田),这与3种典型地表类型的地表温度空间异质性密切相关。因此,当Landsat TM图像中有少块云覆盖而发生地表温度值缺失时,利用空间插值法估算云覆盖像元的地表温度是切实可行的。     

元胞自动机在城市模拟中的误差传递与不确定性的特征分析

元胞自动机(Cellular Automata,简称CA)已越来越多地用于地理现象的模拟中,如城市系统的演化等。城市模拟经常要使用GIS数据库中的空间信息,数据源中的误差将会通过CA模拟过程发生传递。此外,CA 模型只是对现实世界的近似模拟,这就使得其本身也具有不确定性。这些不确定因素将对城市模拟的结果产生较大的影响,有必要探讨CA在模拟过程中的误差传递与不确定性问题。本文采用蒙特卡罗方法模拟了CA误差的传递特征,并从转换规则、邻域结构、模拟时间以及随机变量等几个方面分析了CA不确定性产生的根源。发现与传统的GIS模型相比,城市CA模型中的误差和不确定性的很多性质是非常独特的。例如,在模拟过程中由于邻域函数平均化的影响,数据源误差将减小;随着可用的土地越来越少,该限制也使城市模拟的误差随时间而减小;模拟结果的不确定性主要体现在城市的边缘。这些分析结果有助于城市建模和规划者更好地理解CA建模的特点。     

基于元分维模型的江苏城镇体系空间均衡特征分析

基于滑动窗口的局部分维分析方法--元分维模型,采用2005年江苏省城镇基础数据,对江苏省1 850个城镇及街道办的空间均衡程度进行定量测度,结果表明:①江苏城镇体系空间均衡程度差异明显,自南向北存在一定程度的空间梯度递减,其中江苏南部城镇分布最为密集且较为均衡,江苏中部次之,而江苏北部除徐州市区外.均衡程度较低;②江苏城镇分布上东部比西部均衡;③江苏城镇轴线集中发展的分布特征突出,沿长江分布的无锡、常州、苏州、镇江、扬州、泰州、南通、南京8个地区城镇分布密集,且均衡程度较高;④城镇体系的空间均衡程度与城市化水平基本一致.实验证明,元分维模型可以用于定量分析特定尺度下的城镇局部空间均衡程度的差异.     

基于带权Voronoi图与地标的空间位置描述

地标是最基本的空间知识,在空间知识的表达和推理中具有重要作用,常被用来作为空间位置描述的参照物.在实际中,不同地标在空间位置描述中的权重不同,如何考虑地标权重建立符合人类空间认知的形式化方法是空间知识表达的重要研究内容.该文从视觉、语义和空间结构等方面总结影响地标权重的因素,通过认知实验获取北京大学校园内10个地标的权重.在此基础上,基于带权Voronoi图提出生成指定目标对象空间位置描述的形式化方法,并采用认知实验中的数据,以北京大学为例,生成校园内4个指定目标对象的空间位置描述.最后分析了引起基于带权Voronoi图与地标空间位置描述不准确的因素,并提出下一步的研究方向.     

景观生态战略点识别方法与理论地理学的表面模型

本文讨论了如何根据景观阻力表面特征来判别景观生态战略点的方法,论述了三种类型的景观阻力表面;岛屿型、网络型和高原型。相应于各种阻力表面类型,得出五种景观战略点的空间位置：鞍部战略点．交汇处战略点,中央战略点,边缘战略点和角落战略点。     

城市空间扩展模型及对长沙市的模拟研究

借鉴传统的元胞自动机模型自下而上的运行规则,通过引入规划控制层,将自下而上和自上而下2种运行规则结合起来,构建了城市空间扩展模型,简化了传统城市空间扩展模型计算的数据量。以长沙市为例,采用1996,1999,2002,2005年城市规划资料数据,运用城市空间扩展模型将长沙城市空间分为12个组团分片模拟,并结合人口经济模型,预测了2020年长沙城市建设用地面积、人口经济与各个片区城市空间扩展等状况,为城市规划管理决策提供参考。     

基于腾讯位置大数据的精细尺度人口空间化——以南京市江宁区秣陵街道为例

精细尺度的人口空间化研究成为当前GIS领域研究的热点。已有的人口空间化方法大多针对区域或城市尺度进行研究,少有对街道、社区甚至住宅小区的亚城市单元人口的研究。该文以南京市江宁区秣陵街道为例,基于腾讯位置大数据,结合人口统计数据、建筑物空间属性数据和住宅小区边界数据,提出了基于腾讯位置大数据的人口空间化方法和住宅小区级别的精细尺度人口估算方法。研究结果表明,该方法在住宅小区空间尺度下的估算结果与实际人口的线性拟合R~2达到0.9494,结果可信度较高,可为今后精细尺度人口空间化研究提供参考。     

基于腾讯位置数据的南昌市活动空间凝聚结构与区划研究

近年来地理信息大数据运用在人文地理学领域成为了新热潮。本文借助腾讯位置数据,得到了工作日、休息日、节假日三种类型的数据,以南昌市为例,从居民实际活动的视角出发,首先对研究区域的活动空间时序变化特征进行研究,在此基础上,通过核密度分析法总结了研究区域的活动空间凝聚结构,最后利用热度山顶点提取和泰森多边形等方法对具体的城市活动空间功能区进行划分与分析。研究发现：①工作日的高频活动区域面积明显高于休息日和节假日,分类区间的热力值越大像元数量越小。②研究区域城市活动空间的凝聚结构有四种,分别为“单核结构”、“双核结构”、“三核结构”、“集聚结构”,每种结构都有独特的形态特征以及代表性的典型区域。③研究区域可划分为六种活动空间功能区划：综合活动区、居住活动区、学习活动区、休闲娱乐区、交通枢纽区、就业活动区,不同的活动模式对应着各自的活动频度变化规律,且运用叠加分析法识别出六种功能模式的核心区和边缘区。④研究区域的活动功能区分布不均,大部分的活动类型为居住活动区和学习活动区,但主城区的居民活动类型更加丰富,主城区的集聚程度高于远城区,且活动功能区与空间凝聚结构具有一定联系。⑤根据大数据挖掘发现的南昌市活动空间凝聚结构分布特征、活动功能区的分布特征,结合南昌市城市发展规划,对南昌市目前的活动空间结构进行评价,从而对昌南、昌北、城东的发展提出相应建议。     

新疆阜康市景观多样性模拟对空间尺度的响应

许多多样性模型仅注重模拟多样性单一方面的信息,忽略了空间尺度因素的作用。比较分析不同模型对空间尺度变化的响应是开展多尺度生态多样性模拟和评估的基础。本文以新疆维吾尔自治区阜康市为案例区,运用7个生态多样性模型对景观元多样性进行了模拟。分析模拟结果发现:①随着空间分辨率的粗化,景观元均匀性方面的多样性变化幅度大于丰富性;②Shannon多样性和Turner多样性在较小的空间尺度上具有一定的规律性;③Whit-taker模型和Margalef模型单纯考虑景观元类型数相对于个体数的变化,景观元类型数对后者贡献更大,前者模拟结果的规律性明显优于后者;④Mladenoff模型和Scaling生态多样性模型综合考虑了景观元多样性的两个方面,但景观元类型数对前者的影响更大,其模拟结果缺乏规律性;Scaling生态多样性模型同时考虑了空间尺度因素的作用,模拟结果具有很好的规律性,更适于多尺度生态多样性的模拟与评估。     

基于熵权物元模型的土地生态安全评价——重庆市江津区实证

土地生态安全评价是区域生态文明建设以及维护区域生态安全与社会经济可持续发展的基础工作,近年来受到广泛关注。通过构建基于熵权物元模型的土地生态安全评价体系,并以重庆市江津区为案例开展实证研究。结果表明：（1） 江津区土地生态安全形式总体好转,但土地生态安全整体情况较差,还需要进行大力整治。（2） 江津区各乡镇土地生态安全等级具有明显的区域差异性。（3） 重点对土地生态安全状况差的区域进行整改,土地生态安全高的区域需继续保持生态优先的政策导向是下一步政府工作的重点。     

样方形状对空间点格局的性能影响分析——以天目山阔叶林为例

利用浙西天目山常绿阔叶林样地调查数据,在随机样方点格局分析基础上,提出样方形状对点格局分析性能影响差异性问题。结果表明:(1)在最优样方面积相同条件下,通过配对t检验得出圆形与正方形、圆形与正六边形和正方形与正六边形样方性能对比的配对t检验概率P分别为0.249、0.043和0.023,表明样方形状对点格局分析性能影响具有差异性,圆形样方和正方形样方之间没有显著差异,正六边形样方与圆形样方、正方形样方之间差异显著;(2)圆形～正六边形和正方形～正六边形样方间VMR差值的95%置信区间分别为[-0.429,-0.010]和[-0.196,-0.021],其区间值上界均小于0,表明正六边形样方分析性能为最优,其性能高于圆形样方和正方形样方;(3)随机样方法在样本量较小时,点格局分析结果不稳定,但随着采样数目逐步增大到90以上时,其VMR值和P值趋于稳定。     

高速公路流的距离衰减模式与空间分异特征——基于福建省高速公路收费站数据的实证研究

交通流是社会经济空间联系的直观反映,其距离衰减规律对空间秩序的形成与演化意义重大。利用2016年10月份的福建省高速公路收费站数据,以县区为基本单位,识别高速公路流O-D矩阵;在此基础上,利用空模型法模拟省和县区2个尺度上高速公路流的距离衰减规律,并结合空间分析和相关分析法,探讨高速公路流距离衰减规律的空间分异特征与规律。结果显示,①高速公路流主要集中在0~200 km与0~200 min区段,较好地契合了公路运输的经济半径与交通流的时空断裂特征;②省域层面上,高速公路流随距离的增加有显著的衰减趋势,当采用路网距离、幂律型衰减函数时,距离衰减系数为2.674,显著高于常规所选数值2;③不同县区高速公路流的距离衰减速度在空间上呈显著的圈层模式,与高速公路流的空间分布形成较好的耦合关系;④距离衰减规律内生于社会经济空间联系格局,不仅影响空间秩序的形成与演化,也会受空间秩序演化的影响,一定条件下,节点的对外社会经济空间联系强度会随节点规模、人口与经济密度的提高以及区位条件的优化形成自我加速的反馈过程,形成循环累积效应。     

基于POI数据的上海市餐饮业空间分布特征及影响因素

以上海市为研究对象,基于兴趣点（POI）数据,运用核密度分析刻画餐饮业空间格局,并构建OLS模型、空间滞后模型、空间误差模型探究餐饮业空间分布的影响因素。结果发现,餐饮业空间分布呈块状聚集、多中心发展的格局。其中,西餐业高度集中于内环线以内,呈东西向延伸;快餐业在中心城区和高校集聚的城郊结合部大规模集聚。空间计量回归结果表明,餐饮业分布受到人口、经济、交通、空间4类要素的影响：区域经济发展水平高、人口规模大、交通优越、相关业态丰富会促进集聚,而周边业态的混合度过高则会抑制集聚,城市空间结构也会影响餐饮业分布,商圈、中心城区的餐饮业密度更高;中餐、西餐、正餐、快餐4类餐饮业分布的影响因素存在差异性,西餐企业倾向于分布在地价较高的地区,中餐企业对交通可达性有更高的需求,正餐企业的分布与当地区域经济发展水平显著相关,快餐企业的分布与各类文娱公共设施的分布有密切联系。     

"点-轴系统"的空间分析方法研究——以长江三角洲为例

"点-轴系统"理论提出以来,在理论拓展和实践应用中取得了丰硕的成果,随着地理信息系统技术发展和空间分析技术的广泛与深入的应用,"点-轴系统"理论的进一步深化研究有赖于区域空间分析方法和技术的创新.鉴于此,本文以陆大道先生的"点-轴系统"理论为基础,构建"点-轴渐进式"扩散模型,分别按照指数扩散方式和线性扩散方式构建了基于交通路网的时间距离衰减扩散模型,选择加权平均旅行时间作为"点-轴系统"空间可达性的评价指标.设计了最小种子算法用来计算区域内所有点以最短时间到达任意一个节点所花费的时间和所经过的路径.基于GIS平台开发"点-轴"空间结构分析信息系统("Pole-Axis"SAIS).运用该方法,对"点-轴系统"的一般形成过程模式进行空间分析,以长江三角洲为实证区域,探讨其"点-轴系统"的演化过程与发展态势.     

粗糙元几何参数的交互作用对床面空气动力学粗糙度的影响

 为了全面地揭示粗糙元的所有几何参数的交互作用对空气动力学粗糙度的影响,利用风洞实验研究了粗糙元高度、密度、高度与间距比、孔隙度和方向比率等几何参数交互作用对空气动力学粗糙度的影响。结果表明,密实和孔隙粗糙元的无量纲空气动力学粗糙度（空气动力学粗糙度度/粗糙元高度）均可表示为粗糙元密度/等效密度的正比例函数,而比例系数反映了粗糙元几何参数交互作用。据此,该研究发展了一个全面反映粗糙元高度h、密度/等效密度λ、高度与行间距比Sp和方向比率AR等几何参数交互作用的空气动力学粗糙度模式:Z0h=-0.0028+0.5403S0.32p·AR-0.07·λ。该模式改进了模拟的精度,扩大了适用范围。     

武汉市快递自提点的空间格局与集聚模式研究

互联网经济时代的线上交易推动着线下物流行业的快速发展,为解决快递“最后一公里”配送问题,快递自提点应运而生,成为地理学多维视角下新的研究关注点。论文基于武汉市13个市辖区的菜鸟驿站和中国邮政速递物流站点的POI数据,综合运用文本分析、空间分析等方法,探析武汉市快递自提点的组织形式、区位选址、空间格局与集聚模式。结果表明：① 武汉市菜鸟驿站和邮政站点各自的依托方式和服务对象存在巨大差异,二者虽为竞争关系,却能达到优势互补;② 80%的快递自提点出现在距离社区出入口200 m以内的范围,菜鸟站点较邮政站点更邻近社区;③ 受城市人口分布、用地类型、居民购买力等因素的影响,快递自提点空间分布不均衡,沿“东北—西南”轴线呈对称分布并延伸,密度自内圈向外圈呈跳跃式递减;④ 快递自提点在城市中心城区集聚,形成“中心热点区”,在城市外围边缘地区离散,形成“边缘冷点区”,整体呈现“隔江‘2+3’五核集聚模式”,由菜鸟驿站的分布所主导;⑤ 快递自提点的分布与居民用地重合度高,但其数量在边缘居民区仍匮乏,其数量与各市辖区的面积和常住人口数量呈正相关。最后,论文提出了针对性的优化建议以及未来的研究方向。     

DEM结构特征对坡度坡向的影响分析

数字高程模型已严格定义为按规则格网阵列记录的地形高程数据,其固有的结构特征(如格网分辨率、格网方向、高程数据准确度等)直接影响DEM对地形表达和坡度、坡向的计算精度。该文通过理论和数据独立的DEM实验分析方法,研究了DEM结构特征对坡度、坡向的影响,得出如下结论:1)高分辨率的DEM并不一定能给出高精度的坡度、坡向计算结果;2)可通过g=bm/ms×180/π×cos2S来选择合适的DEM分辨率;3)三阶不带权差分算法的坡度、坡向计算结果对DEM方向有较强的依赖性。     

城市化对传染病传播影响的动态模拟 ———以英国南安普顿市为例

在定量化和空间化模拟分析的基础上,探讨了城市化对传染病传播影响的模型框架.该模型框架是通过人口空间分布表面,集成了元胞自动机土地开发模型、人口预测矩阵模型和元胞自动机传染病模型,在动态的,随机的模拟环境中将城市化与传染病传播结合起来.以英国南安普顿市为研究区,对南安普顿市的"郊区化"对传染病传播的影响进行了动态模拟,场景模拟和定量分析.结果表明:4个模拟预测年期(2001年、2011年、2021年和2031年)的平均传染病例数没有太大的变化,"郊区化"对传染病的传播没有太大影响.但是,"郊区化"中的城市局部的家庭迁移和全市的年轻年龄组的迁移可能会通过在同年份减少平均传染病例数而影响传染病的传播.