时空轨迹聚类方法研究进展

时空轨迹(Trajectory)是移动对象的位置和时间的记录序列.作为一种重要的时空对象数据类型和信息源,时空轨迹的应用范围涵盖了人类行为、交通物流、应急疏散管理、动物习性和市场营销等诸多方面.通过对各种时空轨迹数据进行聚类分析,可以提取时空轨迹数据中的相似性与异常特征,并有助于发现其中有意义的模式.本文根据时空轨迹数...     

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。     

河南省县域就地城镇化时空演变与影响机理研究

中国的就地城镇化被视为城乡界限淡化条件下人类聚落系统发生重大改变的证据之一.已有文献大多局限在城乡二元分析框架内,本文基于城乡界限淡化的背景建立县域就地城镇化模型,对河南省108个县市2006-2016年就地城镇化水平的整体格局、空间聚类和热点区域演化进行分析.研究结果显示:①河南省大多数县市就地城镇化水平有了明显提升...     

关注地理问题的时空尺度

地理事件、地理现象都是发生在特定的时间和空间背景下的,其成因具有区域性、阶段性和复杂性,因此脱离了具体时间和空间背景的地理问题都是虚无的。所以教师在平时教学中要强调问题的具体背景,要讲清楚地理原理所适用的时间和空间尺度,要教会学生运用发展的、动态的眼光看待地理问题,避免把地理知识程式化和凝固化。下面结合最近几年高考试题谈谈地理问题的时空背景对解题的影响。一、地理问题的空间尺度通常按照地理问题的影响因素所影响的空间范围可划分出大尺度、中尺度和小尺度因素。     

特大城市群生态空间及其生态承载状态的时空分异

快速城镇化导致中国城市群地区生态空间被大量挤占,生态承载压力加剧,已成为制约城市群健康发展的重要因素。本文界定并分析了京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、长江中游5个特大城市群三生空间结构分布特征,解析了1990—2020年生态空间时空分异及其变化的影响因素,进一步通过水资源供给、水质调节、空气质量调节、休闲游憩探讨了近30年生态空间综合承载状态及其时空分异特征。研究结果表明：① 不同形成发育阶段的城市群呈现差异性的三生空间面积结构比、以多中心组合为主的生活空间拓展演变模式,以及屏障式、紧密、离散、全包围式的生态空间结构。② 1990—2020年城市群生活空间面积持续大幅度增加而生产空间呈现相反趋势,除粤港澳大湾区以外,生态空间均表现出增加态势尤其近10年增势明显。三生空间面积结构及其时空变化特征,说明特大城市群生产、生态空间的主要功能从供给转向调节和文化,并反映了中国从快速城镇化到新型可持续城镇化的转变。③ 5个城市群分别有78.6%、73.1%、54.5%、56.3%和25.8%市域呈现严重超载的综合生态承载状态,其中水资源供给、水质调节是制约城市群生态承载水平的要因,未来需要重视城市群生态空间保留量及其合理布局以减缓生态承载压力。本文可为城市群绿色可持续发展、三生空间结构优化和配置提供科学依据。     

基于RUSLE和地理探测器的鄂西北土壤侵蚀时空分异与归因

揭示鄂西北土壤侵蚀时空分异特征及成因可为该区域的水土保持工作提供借鉴。基于RUSLE模型定量分析2005—2020年鄂西北土壤侵蚀时空分异特征,利用地理探测器进行土壤侵蚀时空格局的主导因素和多因子间度量交互耦合程度的定量归因研究。结果表明：1)鄂西北2005—2020年土壤侵蚀强度整体持续下降,15年间平均土壤侵蚀模数下降了16.3 t/(km²·a);整体以微度和轻度侵蚀为主(占总侵蚀面积的93%)。2)不同坡度下土壤侵蚀强度不同,8°～25°地区以中度、强烈和极强烈侵蚀为主(侵蚀占比为55.4%);>25°地区,65.6%的面积受到强烈及以上等级的高强度侵蚀。3)坡度和主要土地利用类型是土壤侵蚀的主导因子,二者共同作用对土壤侵蚀的解释力(q=0.479)均优于单因子。4)坡度>35°、高程在500～800 m、年降雨侵蚀力在4 950.55～6 378.09 MJ·mm/(hm²·h·a)且以耕地为主要土地利用类型的区域均被识别为高风险侵蚀区。     

湖南省城镇空间时空压缩特征及其可视化表达——基于时空图分析模型

本文构建了一个基于“时间-空间图(Time-Space Map)”的技术方法模型,用于分析交通网络建设给地理空间带来的时空压缩效应.现有基于可达性评价模型的“空间格局分析法”只能描述网络整体效率变化,而“等时圈分析法”局限于节点分析,两者都无法完整展现区域时空压缩.本文集成了网络大数据抓取技术、统计分析技术和可视化技术,通过绘制“时空图”实现区域时空压缩的可视化.首先,该方法利用网络大数据抓取技术,通过网络地图路径导航服务获取距离数据矩阵;然后,运用多尺度分析方法(Multidimensional Scaling),用通行时间(距离)取代欧氏距离计算求得最佳拟合空间,并对拟合误差进行估算和检验.最后,将拟合空间与地理空间在三维空间中叠加,观察和分析拟合空间的拉伸、延展、扭曲效果,总结区域时空压缩整体特点.在此基础上,以湖南省为案例绘制出了各地县级城市在现状公路网联系下的通行距离和通行时间时空图.研究验证了时空图在区域时空压缩格局可视化上的有效性和直观性,并在解读时空图集聚、偏移和皱起的基础上,提出改善省内公路网络可达性均衡的政策建议.     

环莫干山民宿的时空分布特征与成因

民宿是中国乡村振兴和旅游转型升级过程中涌现出的新兴业态和空间利用方式,但学术关注滞后。环莫干山地区是目前中国最典型的民宿发展集聚区之一。本研究通过官方统计资料和实地调研获取环莫干山民宿空间发展数据,构建了ArcGIS和地理探测器结合的民宿空间过程分析方法,基于目的地的微观尺度系统地探讨环莫干山民宿时空分布特征和成因。研究发现：① 2011—2017年环莫干山民宿呈现出逐年增长的态势,空间分布范围不断扩大,空间发展方向出现较大变化,逐渐趋向镇域均衡性发展。目前已经在莫干山风景区毗邻村域形成以“后坞-仙潭-燎原-劳岭-兰树坑”为中心的环莫干山面状核心集聚区和边缘村域多点集聚的民宿空间发展结构。不同档次民宿的时空发展趋势具有一定差异。② 环莫干山民宿的空间过程由集聚到强烈集聚,不同档次民宿的集聚程度均呈现出快速提升的趋势。空间发展过程中早期民宿集聚点扩散效应显著。空间集聚过程与地形地势、核心风景区、交通干线和居民点密切相关。③ 风景景观、发展基础、社会因素和区位因素是环莫干山民宿景观格局异质性的重要决定因素维度,但不同等级民宿的空间决定因素维度和指标差异性显著,两因素维度交互作用对于民宿的空间影响力更为显著。研究对于丰富接待业空间选址的类型研究,总结中国典型民宿集聚区空间发展模式具有重要理论意义,同时对于民宿产业选址和民宿集聚区规划实践具有一定现实意义。     

成渝城市群“三生空间”时空格局与耦合协调分析

以成渝城市群为研究区,以区县为分析单元,基于土地利用分类数据开展2010—2020年“三生空间”功能识别及耦合协调研究,揭示“三生空间”功能空间布局、耦合协调关系及其时空变化特征。通过构建基于土地利用分类的“三生空间”功能评分表测算生产、生活、生态功能得分,利用探索性空间数据分析方法识别出生产、生活、生态功能的冷热点分布及其变化,引入耦合协调度模型计算各区县“三生空间”功能耦合协调水平。结果表明：2010—2020年成渝城市群总体生产空间功能保持稳定,生活空间功能稳步提升,生态空间功能有一定下降。成渝城市群生产、生活、生态空间功能热点区分别呈现越来越明显的“圈层分布”“双极核”“一热点两冷点”空间格局。耦合度、协调度高值区主要为成都市、重庆市主城区、部分地级市主城区,并在研究期内逐步扩散到周边区县。对于大多数区县来说,研究期间“三生空间”变化的主要特征是生活空间功能的增加,进而带来耦合协调水平提高。     

Constrained free space diagrams: a tool for trajectory analysis

Time plays an important role in the analysis of moving object data. For many applications it is not sufficient to only compare objects at exactly the same times, or to consider only the geometry of their trajectories. We show how to leverage between these two approaches by extending a tool from curve analysis, namely the free space diagram. Our approach also allows us to take further attributes of the objects like speed or direction into account. We demonstrate the usefulness of the new tool by applying it to the problem of detecting single file movement. A single file is a set of moving entities, which are following each other, one behind the other. Our algorithm is the first one developed for detecting such movement patterns. For this application, we analyse demonstrate the performance of our tool both theoretically experimentally.     

城乡统筹发展定量评价指标体系的构建

在论述构建城乡统筹发展定量评价指标体系指导思想的基础上,提出城乡统筹发展定量评价指标体系应由4个子系统构成,即经济统筹发展、社会统筹发展、人民生活统筹发展及设施环境统筹发展.在每个子系统精选的指标中,既要有反映城市带动农村发展的指标,又要有反映城乡发展差异的系数指标.以2020年为达标年,探讨了部分指标选择的原因及各指标的目标值,并设计出城乡统筹发展定量评价的差异系数和计算方法.     

中国西部生态脆弱地区景观生态位的时空差异——以陕北延安地区为例

In this study, we attempt to put forward a conception of landscape ecological niche, enlightened by international scholars on extending the ecological niche theory from spatial niche to functional niche. That is helpful for comprehensively appraising landscape spatial patterns and ecological functions, also, presents a new method for analyzing landscape features from multidimensional aspects. The practice process is demonstrated by taking Yan’an region in northwestern China as a case. Firstly, the indices system including spatial attribute and functional attribute is established for assessing landscape ecological niche. Additionally, two-dimensional figures are drawn for comparing the spatio-temporal features of landscape ecological niche in 1987 and 2000 among the 13 administrative counties. The results show that from 1987 to 2000, towards Yan’an region, spatial attribute value of landscape ecological niche changes from 1.000 to 1.178 with an obvious increment, and functional attribute value changes from 0.989 to 1.069 with a little increment, both of which enhance the regional landscape ecological niche. Towards each county, spatial attribute value of landscape ecological niche increases to different extent while functional attribute value changes dissimilarly with an increment or a decrement.     

基于多尺度的中国城市工业污染时空分异及影响因素

工业污染作为影响人类健康、社会进步以及可持续发展的热点问题,已引起全球视野的高度关注。采用变异系数、泰勒指数、EDSA及SDM模型等方法,从大区-城市群-城市尺度探析了中国城市工业污染的时空分异特征及影响因素,旨在为政府制定环境政策及推动生态文明建设提供参考。结果发现：① 2005—2015年中国城市工业污染指数总体呈波动下降趋势,但污染差异逐趋增大;大区、城市群、城市尺度的工业污染指数分别呈现“东高西低、集群化、级差化”特征,且各尺度污染差异显著;工业污染重心偏向东部并呈现南移态势。② 中国城市工业污染类型转移由简单转移过渡为复杂转移;大区保持“东部>中部>东北>西部”的污染格局不变;城市群污染呈现由北向南、由内向外跃迁格局;城市污染呈现由中心向外围缩减、碎片化向集中分布格局,且存在一定的空间依赖性。③ 各尺度工业污染的影响因素存在差异,城市化率与产业结构对3个尺度工业污染均有显著影响,人口密度、能源强度和环境管制强度对大区和城市尺度工业污染影响显著,工业发展水平和外资水平仅对大区尺度工业污染产生显著影响,而科技水平对3个尺度的工业污染均未产生显著影响。最后,提出了降低城市工业污染排放的对策建议。     

Groundwater vulnerability mapping: A GIS and fuzzy rule based integrated tool

Contamination of groundwater has become a major concern in recent years. Since testing of water quality of all domestic and irrigation wells within large watersheds is not economically feasible, one frequently used monitoring strategy is to develop contamination potential maps of groundwater, and then prioritize those wells located in the potentially highly contaminated areas for testing of contaminants. However, generation of contamination potential maps based on groundwater sensitivity and vulnerability is not an easy task due inherent uncertainty. Therefore, the overall goal of this research is to improve the methodology for the generation of contamination potential maps by using detailed landuse/pesticide and soil structure information in conjunction with selected parameters from the DRASTIC model. The specific objectives of this study are (i) to incorporate GIS, GPS, remote sensing and the fuzzy rule-based model to generate groundwater sensitivity maps, and (ii) compare the results of our new methodologies with the modified DRASTIC Index (DI) and field water quality data. In this study, three different models were developed (viz. DI_fuzz, VI_fuzz and VI_{fuzz_ped}) and were compared to the DI. Once the preliminary fuzzy logic-based (DI_fuzz) was generated using selected parameters from DI, the methodology was further refined through VI_fuzz and VI_{fuzz_ped} models that incorporated landuse/pesticide application and soil structure information, respectively. This study was conducted in Woodruff County of the Mississippi Delta region of Arkansas. Water quality data for 55 wells were used to evaluate the contamination potential maps. The sensitivity map generated by VI_{fuzz_ped} with soil structure showed significantly better coincidence results when compared with the field data.     

Spatio-temporal differentiation of landscape ecological niche in western ecological frangible region: A case study of Yan’an region in northwestern China

In this study, we attempt to put forward a conception of landscape ecological niche, enlightened by international scholars on extending the ecological niche theory from spatial niche to functional niche. That is helpful for comprehensively appraising landscape spatial patterns and ecological functions, also, presents a new method for analyzing landscape fea-tures from multidimensional aspects. The practice process is demonstrated by taking Yan’an region in northwestern China as a case. Firstly, the indices system including spatial attribute and functional attribute is established for assessing landscape ecological niche. Additionally, two-dimensional figures are drawn for comparing the spatio-temporal features of landscape ecological niche in 1987 and 2000 among the 13 administrative counties. The results show that from 1987 to 2000, towards Yan’an region, spatial attribute value of landscape ecological niche changes from 1.000 to 1.178 with an obvious increment, and functional attribute value changes from 0.989 to 1.069 with a little increment, both of which enhance the regional landscape ecological niche. Towards each county, spatial attribute value of landscape eco-logical niche increases to different extent while functional attribute value changes dissimilarly with an increment or a decrement.     

20世纪50年代以来中国综合自然地理研究进展

回顾和评述了50年来具有中国特色的综合自然地理学的研究进展。认为今后在方法论上,需进一步强调以自下而上方法为主,以自上而下方法为辅,把所研究的部分置于整个系统之中;从研究方法和技术手段看,系统分析和综合集成的方法将得到更加广泛的应用;在研究方向方面,综合自然区划的研究正向着综合区划的方向发展。现代自然地理过程的研究将会朝微观深化和宏观综合两个方向发展,关键在于地理系统中界面过程的综合研究和实现物理、化学、生物过程的综合研究。区域自然地理研究仍是综合格局和过程,进行基础研究和应用研究的操作平台。应不断加强与人文地理学的密切结合,实现更高层次的综合研究。     

中国柑橘生产空间变迁及其驱动因素

综合运用产业集中度、探索性数据分析(ESDA)、产业重心模型、空间杜宾模型等方法对中国柑橘生产空间演变特征,以及驱动因素进行实证分析.结果显示:1978-2015年中国柑橘生产空间呈现扩张态势,可分为急剧增长期(1978-1991年)、低速增长期(1992-2000年)、稳步增长期(2001-2015年).中国柑橘生产...     

京津冀地区经济增长的时空分异与影响因素

空间结构视角下的典型地区内部经济增长时空分异是近年来学界持续探讨和研究的重要议题。基于构建的地区经济增长时空分异研究的理论框架,针对京津冀地区核心—外围结构的3类地区,将地区经济增长与经济水平指标相结合,使用相关统计变量、地统计分析方法以及面板多元回归模型对京津冀地区1994-2014年经济增长的空间分异及近阶段的影响因素进行了探究。结果表明：① 京津冀地区经济增速往往伴随着经济总差异的扩张;地区分组组间差异是总差异的主体成分;地区分组组间差异和京津冀地区经济总差异呈扩张趋势。② 京津冀地区经济增长的空间分异可划分为经济增长空间扩散—地区差异总体收敛、经济增速减缓且空间集聚—地区总差异扩张、经济波动增速并空间扩散—总差异波动上升、经济增速减缓并再次空间集聚—地区经济差异波动缓慢增加等4个阶段。③ 当前,经济增长的空间辐射主要表现为一级核心地区对邻近二级核心地区的带动作用,向外围地区的扩散尚弱。④ 核心与外围不同类型地区的参数估计存在显著差异,这体现了不同类型地区经济结构的梯度差距。     

南京城市户籍贫困人口的时空分异格局

以城市居民最低生活保障统计数据为基础,运用ESDA的方法,探讨2000—2017年南京城市户籍贫困人口的时空分异格局,并从居住空间分异的视角出发,归纳总结出南京城市户籍贫困空间格局的演化过程与机制。研究表明：① 贫困人口的空间分布沿袭了2000年“大分散,小集中”的特点,且分布状态进一步趋于分散,空间集聚则呈现出“核心-边缘”结构,“核心”即热点区域基本都位于绕城公路以内;② 未成年、无业、有就业能力（尚未正式就业）和刑释解教的贫困群体,尤其是刑释解教且无业的贫困群体,是当下城市贫困空间治理重点关注对象;③ 相比于2000年,目前南京城市户籍人口的贫困地域产生了明显分异,可划分为隐蔽型、安置型和复合型三种类型贫困人口聚居区;④ 在政府职能、市场机制和社会行为的交织作用下,南京城市户籍贫困空间重构的同时,也经历了从显性到隐性的转向。