顾及时空过程的台风灾害事件知识图谱表示方法

我国是受台风影响最严重的国家之一,台风灾害严重威胁着沿海地区的社会经济和自然环境。近年来,随着知识图谱相关理论和应用技术的发展,其强大的知识整合与表达能力可以为台风灾害事件的动态监测与管理决策提供有力支持。针对当前台风灾害事件相关模型对时空过程表达不足等方面存在的问题,首先,从台风灾害机理出发,通过对台风灾害事件组成要素和动态特性的分析,提出从概念、对象、状态、特征和关系5个层次建立的台风灾害事件知识表达模型。其次,充分顾及台风灾害事件信息的多粒度特性,在模型中将不同的特征信息统一到各个对象中。为了突出台风灾害事件的时空过程,以状态作为过程在特定时空下的截面。最后,以2021年台风烟花事件为案例,构建了台风灾害事件知识图谱。结果表明,该模型不仅突出了事件中不同对象的特征刻画,通过多个对象的状态序列表达出台风灾害事件的时空过程,进一步提高台风灾害事件的全过程信息表达与存储,为应急决策方案提供有效的数据与决策辅助支持。     

面向不同用户群体的社交媒体台风舆情演化分析及对比研究

社交媒体数据可以为台风灾害追踪、灾时救援和灾情评估提供及时有效的信息。现有研究常采用主题建模和情感分析等技术对台风期间社交媒体平台（如新浪微博等）舆论话题和情感变化进行研究。在省域范围内以小时为时间粒度的多维度有效性论证尚有欠缺,且在舆情分析时未能区分用户群体差异。本文以台风“利奇马”为例,在浙江省域范围内,以新浪微博数据为研究对象,首先从词频分析、台风关注度时空变化以及特定灾害事件响应3个角度探讨了微博数据对台风灾情响应的有效性;其次采用隐含狄利克雷分布（Latent Dirichlet Allocation,LDA）主题模型技术挖掘微博文本主题信息,并根据Louvain算法对主题社团进行划分;然后开发了一种基于自定义情感词典的情感分析方法用于情感指数计算,与SnowNLP相比情感倾向性预测精度得到了提高;最后分析了台风期间官方和民众在新浪微博平台上的话题关注以及情感演变差异。结果表明：① 在省级范围内,微博数据能有效反映台风动态和灾害时空分布;② 台风事件微博文本的主题变化反映了灾情不同阶段舆论关注点的动态变化;③ 官方微博文本比民众微博文本具有更明确的主题社团结构;④ 台风事件相关微博文本中的消极情绪在台风登陆后显著增加,其中民众微博文本对台风灾害的情绪响应更及时,官方微博文本中的情感表达始终相对积极。     

四川省山洪灾害时空分布规律及其影响因素研究

山洪灾害时空分布规律及其影响因素,是灾害时空数据挖掘领域所关注的重点问题。本研究采用1950-2015年四川省历史山洪灾害事件数据,结合地统计、地理探测器、空间分析等方法,系统地分析了四川省1950-2015年历史山洪灾害的时空分布规律及其影响因素。结果表明：① 1950-2015年四川省山洪灾害数量整体呈先稳定后增长的趋势;山洪灾害主要集中在5-9月,7月覆盖率100%。② 县域灾害频次在南-北方向呈递减分布趋势;平均降雨量（历史山洪灾害过程降雨的平均值）在东-西方向呈指数型增长趋势,南-北方向由中部向南北递减。③ 1950s-2010s和5-9月历史累计山洪灾害重心及各标准差椭圆中心集中在四川中部地区,向东北方向移动,累计灾害点空间分布呈西南—东北格局。④ 县域山洪灾害数量及平均降雨量呈空间正自相关。⑤ 地理探测器分析表明自然因素、降雨、人类活动等因素对山洪灾害时空分布影响较大,其中不同降雨指标、高程标准差、坡度是山洪灾害时空分布规律的主要驱动因素。研究结果对查清四川省山洪灾害时空分布特征及小流域山洪监测预警、风险评价、防治区划等提供坚实的理论基础和科技支撑。     

主题模型在基于社交媒体的灾害分类中的应用及比较

“一带一路”沿线为自然灾害高发地区,且多为经济欠发达、抗灾能力弱的发展中国家。灾害发生时,挖掘和分析相关推特数据有助于开展应急救援、灾情评估、减灾防灾等工作,为中国国际救援与救助工作提供重要支撑。主题模型能在没有经验语料库的情况下,从海量灾害相关推文中快速聚合出对灾害救援、评估有价值的信息。本文采用BTM模型和LDA模型,对2013年海燕台风相关推文进行细粒度的主题聚类,分析2个模型的精度并测试它们对近似灾害主题的区分能力,并基于“需求相关”主题类的推文,通过地名匹配,分析了海燕台风发生过程中菲律宾物资、医疗等需求程度的空间分布。结果表明： ① 在区分主题近似的短文本时,BTM总体精度为0.598,LDA的总体精度仅为0.321,说明在海燕台风灾害推文的主题识别中,BTM模型的精度高于LDA模型;② BTM能够较好识别出“灾害地点相关”、“祈福相关”等较为精细的灾害主题;③ 经初步验证,基于“需求相关”主题文本生成的物资、医疗等需求的需求程度空间分布与实际需求情况基本相符。     

基于社交媒体数据的城市人群分类与活动特征分析

空间信息技术已开始进入全空间信息系统发展阶段,即将空间信息系统的范畴从传统测绘空间扩展到宇宙空间、室内空间、微观空间等可量测空间。位置大数据不仅是全空间信息系统的重要研究对象之一,而且也成为了广域全空间中了解人们生活方式以及城市动态变化的一种有效途径。本文基于社交媒体数据中的位置签到数据,提出一种不同于传统以社会经济属性为依据的城市人群分类方法。首先利用签到数据的时间序列构造矩阵模型;然后,通过分析用户签到活动的时间特征,采用K-means聚类算法和K近邻算法（K-NN）识别出具有不同时空行为特征的城市人群（静态居民、动态居民、通勤者以及访问者）;最后,本文根据得到的人群分类结果,通过分析不同类型人群的时空间行为特征,发现不同类型人群时空间行为的差异性与潜在规律性,从而为表征城市人群的组成结构及特征,研究城市时空结构提供一种新的视角。     

基于GPS轨迹大数据的优质客源时空分布研究

出租车客源的时空分布不均衡,不仅影响着出租车司机的收入,更重要的是极大地影响着出租车作为城市公共交通重要补充作用效益的发挥和提升。由于拒载、空载等因素的影响,传统研究出租车驾驶行为的评价方法,已无法准确表达出租车运营效率。本文以出租车GPS数据为研究对象,通过加入出租车空载状态的影响来优化出租车效率评估模型,首次提出了出租车优质客源的概念,对出租车优质客源进行定义与量化,建立优质客源的时空分析方法,并从出租车行驶轨迹中提取优质客源信息与优质客源的时空分布规律,为改善出租车司机的收益及提高出租车运营效率提供科学依据。     

三峡库区湖北段降水时空分布与滑坡灾害的关系

在分析三峡库区湖北段滑坡灾害发育规律的基础上,结合三峡库区湖北段1980-2010年不同时间尺度降水的时间和空间分布特征,得出持续性降雨与暴雨是影响三峡库区湖北段滑坡地质灾害发育的敏感因子。结果发现:三峡库区湖北段滑坡发生区域性强,且库区湖北段降水量的分布与滑坡地质灾害发生的年内变化相一致;库区内多雨中心位于库区鹤峰附近;根据三峡库区降水量分布图,结合库区地质环境,建议将库区强降雨地区作为地质灾害重点防护区和监测区,尽可能以最小代价确保库区稳定性;此外,通过对滑坡灾害与不同时段不同降水类型的相关系数分析,进一步验证前期降水量的累积和强降雨是三峡库区湖北段发生滑坡地质灾害的重要诱因。      

基于多源数据的夜间经济时空分布格局研究方法

夜间经济是一个城市经济发展和消费水平的重要表征。目前国内外研究者对夜间经济的研究多停留在理论层面,或基于市场调研和问卷调查的小范围精细化研究。本文融合多源数据为夜间经济提供了新的视角,相较于传统的调查数据,具有更加快速、高效、广泛的特点,适合于夜间经济大范围研究。本文基于夜间灯光、POI、OD流等多源数据,采用DBSCAN、K-Means++等空间聚类算法和研究供需关系的盈亏法,分别从消费者角度和商户角度识别厦门市夜间活动热点区域和夜间服务设施分布区域,分析厦门市夜间经济时空分布格局及相关性。研究表明:① 厦门市夜间活动在空间上呈多环状分布并向四周递减,夜间活动热点区域分布受假期的影响因地而异;② 厦门市部分区域已有服务设施未能很好地服务于夜间经济,现有的照明、夜景等夜间灯光基础设施存在供给不足之处;③ 居住人口密度与夜间活动密度呈中度正相关,研究结果具有有效性,夜间服务设施盈亏值及数量、夜间灯光与夜间活动密度呈中、弱度相关,并且餐饮设施更加依赖于夜间灯光。最后,为厦门市未来夜间经济建设提出了根据不同的消费人群和心理提供不同的夜间服务、加强夜间灯光基础设施建设以及市场扶持的举措。研究结论对促进社会就业、增强基础设施使用率有积极意义,同时也能够为城市夜间经济发展和政策制定提供参考。     

基于社交媒体数据的城市联系网络特征研究——以长三角城市群为例

基于社交媒体的签到数据,运用社会网络分析方法,选取长三角26个地级市作为研究对象,以从百度地图获得的时间距离作为各城市间距离,结合游客微博签到数据计算了长三角城市联系网络的网络密度、中心度等指标,分析了城市联系的网络特征。同时利用2015年各城市统计年鉴数据与从百度地图获得的城市间的距离,利用经济引力模型计算了城市间的理论联系强度。以社交媒体签到数据为地区实际联系强度,以计算出的经济联系指数为理论联系强度,探讨实际联系强度与理论联系强度之间的耦合协调度,得到各城市理论与实际的协调状况,为相关决策提供支持。     

南京市高温热浪时空分布研究

在全球气候变暖的背景下,城市夏季高温热浪已经成为城市最严重的气象灾害之一,给城市居民健康和经济发展带来了巨大的影响。以2013年8月7日-13日的南京高温热浪灾害事件为例,基于Landsat 8 OLI 卫星遥感数据、MODIS卫星遥感数据和气象站点数据,在MODIS地表温度降尺度基础上,估算近地表气温,进而结合空气相对湿度的空间插值数据计算南京地区100 m分辨率的炎热指数和高温热浪指数,分析其时空分布特征。结果表明：在这次高温热浪演变过程中,南京炎热指数呈现先升高后降低的变化趋势,8月11日炎热指数最高,平均达到86.99,12日降到最低值,平均值为85.05;高温热浪强度主要集中于轻度热浪与中度热浪,随着时间的推移,其范围也呈现先扩大后减小的趋势;在空间分布上,南京北部及中心城区的炎热指数较高,主要表现为中度热浪,而南部地区及中心城区周边郊区较低,主要为轻度热浪,山体和水域炎热指数则最低,多为无热浪。     

北京地面沉降时空分布特征研究

20世纪60年代以来,北京市地面沉降不断发展,目前已经形成了东郊八里庄-大郊亭、东北郊-来广营、昌平沙河-八仙庄、大兴榆垡-礼贤和顺义平各庄5个沉降区。本文选取目前地面沉降较为严重的北京市朝阳区、顺义区和通州区作为研究区,利用2003-2010年的47景ASAR影像数据,采用SBAS-InSAR技术获取了研究区的地面沉降监测结果,并分别以SFP点年均沉降速率和各年沉降量作为权重,计算SFP点空间分布中心与方向特征椭圆,定量分析了研究区地面沉降时空特征。结果表明：2004-2010年,北京市地面沉降表现为严重的不均匀沉降,年沉降量最大值由104.04 mm增加到178.83 mm;标准差椭圆长轴与南北方向平行,反映出地面沉降空间发展方向性在南北方向较东西方向明显,椭圆面积由592.25 km²减小到 503.84 km²,表明2004-2010年研究区内发生地面沉降的区域范围变化呈减小趋势,但从沉降量可以发现,北京地面沉降一直处于加重趋势。     

中国历史山洪灾害分布特征研究

中国山洪灾害发生频繁,区域分布差异性明显且难以预报,关于山洪灾害分布特征的研究对于山洪灾害预警、山洪灾害防治区规划等具有重要意义。本文以历史山洪灾害点为基础数据,以6个一级地貌大区（东部平原低山丘陵大区（Ⅰ）、东南低山丘陵平原大区（Ⅱ）、华北-内蒙东中山高原大区（Ⅲ）、西北高中山盆地高原大区（Ⅳ）、西南中低山高原盆地大区（Ⅴ）、青藏高原高山极高山盆地谷地大区（Ⅵ））为基本分析单元,统计对比不同地貌区域内山洪灾害数目、密度,并进一步分析山洪灾害随高程、高程标准差以及50年一遇6 h雨量（H6-50）的分布情况,从而获得中国历史山洪灾害的主要分布特征。结果表明：山洪灾害集中分布于东南低山丘陵平原大区及西南中低山高原盆地大区,占全国山洪灾害的60%左右。6 h雨量（H6-50）处于240~280 mm区域山洪灾害密度最大。高程标准差小于30 m区域山洪灾害密度较大。东南低山丘陵平原大区高程处于10~50 m间,高程标准差小于30 m,雨量（H6-50）在150~270 mm间地区山洪灾害密度较大;西南中低山高原盆地大区山洪灾害集中分布于高程600 m以下,高程标准差小于50 m,雨量（H6-50）大于120 mm地区。以地貌区划结果为基本分析单元相对于行政界线而言更有助于分析山洪灾害分布特征。     

重庆市山洪灾害时空格局及影响因素研究

山洪灾害时空分布规律及其影响因素研究,是山洪灾害研究领域中重点关注的问题。本文利用重庆市1950-2015年历史山洪灾害数据,采用平均中心、标准差椭圆、核密度分析和M-K突变检测等方法分析了重庆市历史山洪灾害时空分布规律,并在此基础上分析了山洪与各影响因素的相关性。结果表明：① 1950-2015年重庆市历史山洪灾害发生频次总体呈先稳定后上升的趋势,山洪灾害主要集中在5-9月发生,山洪灾害发生频次按年代际整体上呈指数增长趋势;② 重庆市山洪灾害发生具有明显的集聚性,相邻县域山洪发生频次较为相近,其中九龙坡区、南岸区、北碚区、璧山区山洪灾害密度均超过50次/1000 km ²,属于山洪灾害高发区域;③ 山洪灾害整体呈“西南-东北”分散,“西北-东南”聚集的空间分布格局。2010年前,山洪重心主要集中在涪陵区一带;2010年后山洪灾害分布方向向西北倾斜,重心移至忠县,聚集程度降低,山洪发生随机性变强;④ 2002年是重庆市山洪灾害突变的年份,突变以增多为主,主要集中在铜梁区、璧山区、九龙坡区、巴南区、彭水苗族土家族自治县和开县;⑤ 山洪影响因素探究表明高程和河网密度与山洪灾害密度呈正相关关系,而植被覆盖度与山洪灾害密度呈负相关关系,短历时的强降雨对山洪的发生有激发作用。研究结果对重庆市山洪防灾减灾具有重要意义。     

中国城市群臭氧污染时空分布研究

随着中国城市建设进程的加快,中国的臭氧（O₃）污染逐渐受到重视。城市群是人口大国城镇化的主要空间载体,是城镇化的主体形态。截至2017年3月底,国务院共先后批复了6个国家级城市群,并提出要优化提升东部地区城市群,培育发展中西部地区城市群。另外,新的城市规模划分标准以城区常住人口为统计口径,将城市划分为5类7档。为了研究中国O₃污染的时空分布特征以及O₃污染与城市群之间的关系,利用地理探测器（Geographical detector）和演化树模型对2014年6月到2017年5月共36个月的O₃监测数据进行时空分析。结果表明：中国O₃污染水平呈现上升趋势,并在2017年迅速增长,O₃已成为仅次于PM_2.5的第二大污染因子,且与PM_2.5在时间上呈“交错污染”的态势;O₃污染超标城市绝大多数集中在城市群区域,其中长江三角洲城市群、京津冀城市群、山东半岛城市群和中原城市群相对突出;O₃和PM_2.5均不超标的城市主要集中在北部湾城市群和海峡西岸城市群;城市群中人口规模大的城市O₃污染较为严重。     

河北省活动积温时空分布规律研究

为了解河北省作物生长发育和产量形成的热量条件,利用1961~2009年河北省139个观测站的逐日气温资料,应用线性趋势分析、样条函数插值等方法分析河北省≥0℃、≥10℃活动积温的时空分布特征。结果表明:(1)49年来河北省大部分地区≥0℃(≥10℃)活动积温的最小值出现在20世纪70年代,≥0℃(≥10℃)活动积温的最大值出现在1991年之后。从整体看,河北省≥0℃(≥10℃)活动积温在增加。(2)1961~2009年的河北省≥0℃(≥10℃)活动积温空间差异较大,大部分地区介于2700~5016℃·d(2185~4526℃·d),其中冀南平原地区活动积温最大,沿海地区活动积温居中,冀北高原地区活动积温最小。(3)1961~2009年的河北省≥0℃(≥10℃)活动积温的相对变率南北差异较大,冀北高原活动积温相对变率明显大于冀南平原;≥0℃活动积温比≥10℃活动积温稳定。     

青藏高原冬季降水时空分布特征研究

青藏高原冬季降水的气候特征认识对高原冬季雪灾的防御有着重要意义。基于青藏高原54个气象站1971~2010年冬季(12~2月)逐月降水量资料,利用现代统计方法分析了青藏高原冬季降水的时空分布特征及突变现象,利用经验正交函数(EOF)和旋转经验正交函数(REOF)概括出高原冬季降水的6种主要空间分布型以及区域性特征进行分析。结果表明:冬季降水分布不均匀,偏东偏南部降水量相对较多,冬季降水在12月最少,2月最多;EOF对青藏高原地区冬季降水分解为6种模态,全区一致型、南北部型、东西部型、川西型、高原腹地型和西部型模态;EOF第1模态时间系数表明高原大部分地区冬季降水在20世纪90年代有显著增加、且存在14年左右的周期变化特征。REOF分析表明,高原地区冬季降水的局地特征显著,而高原腹地与中东部地区变化特征显示了高原冬季降水的主要变化特征,与EOF分析第1模态的变化特征较为一致。     

台风时空过程的网络动态分析技术与示例

网络技术的发展为实时动态地显示时空过程信息和在线分析提供了可能,也为气象海洋等灾害性过程的预警和防灾决策支持提供了可能;另一方面,随着网络的普及化,公众对GIS时空分析模型的网络实时集成和可视化表达提出了迫切需求。本文在分析网络GIS最新发展趋势的基础上,针对时空过程的动态特性,探讨了时空过程网络实时动态查询、分析和可视化的技术方法,并以台风过程为代表,设计了适合网络环境的台风过程数据的有效组织形式和直观的表达方式,构建了一个台风过程网络系统原型,具备了时空过程查询、可视化、简单的空间分析等功能,实现了台风过境的时空影响网络在线分析。系统基于ArcGIS Server在.NET环境下实现。实践证明本文提出的时空过程网络动态技术,可快捷地实现时空过程信息的网络发布、过程的在线影响分析及其时空动态可视化,可为台风、海啸等灾害性过程的信息提供和灾害评价等提供空间技术支持。     

河北省太阳散射辐射时空分布特征研究

为更好地利用太阳能资源,对河北省太阳散射辐射时空分布特征进行研究。利用1961--2010年河北省周边7个太阳辐射观测站的资料,计算河北省周边7个太阳辐射观测站的散射辐射误差,拟合得出河北省太阳散射辐射经验公式,分析其时空分布特征。结果表明：（1）河北省近50年太阳散射辐射年总量总体呈微小的升高趋势。其中,升高幅度相对较大的秦皇岛为4．0％,升高幅度相对较小的廊坊为0．7％。（2）河北省水平面太阳散射辐射年总量近50年平均值空间差异不大,〈2240MI·m^-2主要分布在张家口西北部和秦皇岛西南部,〉2480MJ·m^-2主要分布在保定北部,大部分地区介于2320-2480MJ·m^-2。     

我国主要城市群基础研究人才的时空分布研究

揭示基础研究人才在我国主要城市群的时空分布规律,通过收集2006年至2015年度中国科技核心引文数据库,利用论文作者数量表征城市基础研究人才,选择我国三大城市群(京津冀、长三角、珠三角),通过空间密度,均匀指数,首位度等分析方法,对基础研究人才在主要城市群内的时序变化及空间分布进行研究。结果表明:①我国三大城市群基础研究人才分布均呈现出多中心性;②长三角城市群基础研究人才分布较为均衡,而京津冀城市群和珠三角城市群则分布相对集中;③三大城市群中的首位城市相较于其他城市在人才聚焦方面有明显优势。三大城市群特别是京津冀和珠三角城市群需要注重区内城市的协同发展,促进基础研究人才的均衡分布,以加快区域研究和创新的协同发展。     

出租车交接班行为识别与时空分布研究

在出租车交接班时间段内经常发生打车难,甚至空车拒载的现象,研究出租车交接班行为的时空分布特征不仅能提高出租车运行效率,同时能缓解出租车供需矛盾,方便公众出行。本文采用武汉市出租车GPS轨迹数据,建立了出租车交接班时空序列模式,提出了交接班时空序列模式挖掘与识别方法,分析了交接班事件的时空分布特征,并以车辆区域覆盖强度、区域覆盖密度为指标对交接班停靠点城市资源配置进行了评估。研究结果表明：武汉市出租车交接班集中发生在凌晨1:00-4:00与下午16:00-17:00,下午交接班高峰与晚交通高峰时段有部分重叠,交接班地点比较均匀地遍布中心城区（青山区除外,此区域开发程度较低）,武昌区交接班强度最大,江汉区交接班密度最大。此外,结合武汉市2012年出台禁止出租车司机在晚高峰交通时段交接班的规定,探测发现6.5%左右的司机仍存在严重违规交接班行为。