空间经济计量模型在区域科学研究中的应用述评

空间经济计量模型把空间自相关和空间异质性融入普通回归分析中,近些年来该方法不论是理论探讨还是应用研究均呈现爆炸式增长。通过回顾众多研究成果,总结得出国外该模型广泛应用于经济收敛、技术扩散、税收、投资、人口与就业、犯罪、环境科学、公共卫生等领域;指出由于考虑空间效应对区域经济社会要素的影响,因此具有其它模型无法比拟的优势,尤其是在区域科学研究中,有助于制定有效的区域政策;相比之下,中国在社会领域的应用研究尚显薄弱。     

空间数据挖掘技术研究进展

空间数据具有海量、非线性、多尺度、高维和模糊性等复杂性特点,空间数据挖掘技术是对空间数据中非显性的知识、空间关系等模式的自动提取。该文从空间数据挖掘的知识类型、方法、体系结构、过程以及与GIS系统集成等方面对其进行综述。重点阐述空间特征及区分规则、空间分类及聚类规则、空间分布及关联规则、空间序列及演化规则等知识类型以及统计分析、机器学习、探索性数据分析、可视化分析等数据挖掘方法。通过对空间数据挖掘理论、应用和系统实现等方面研究方向、存在问题的分析,指出集数据库、知识库、专家系统、决策支持系统、可视化工具、网络等技术于一体的空间数据挖掘系统是其主要发展方向。     

手机信令数据在职住空间、出行行为和交通碳排放研究中的应用进展与前景

手机信令数据具有覆盖范围广、获取成本低、时空精度较高、稳定实时追踪等优势,能够有效识别大规模人群的空间活动和出行特征,已成为应用最广泛的交通大数据类型之一。文章在手机信令数据的分类和特征基础上,总结了其在职住空间关系和交通出行行为研究中的技术应用,随后结合上述应用成果和已有文献对其在交通碳排放研究中的应用潜力和场景进行了探讨,最后总结了手机信令数据在职住空间、出行行为和交通碳排放研究中的应用框架、应用机遇与挑战以及未来研究内容与技术创新方向。目前,手机信令数据在职住空间领域中的应用包括职住地识别、职住关系和通勤网络特征及其影响因素解析,在出行行为领域中的应用包括驻留-出行识别、出行方式和路径识别,以及人群移动普适规律解析。以上技术应用能够有效服务交通碳排放领域研究,为交通碳排放测算以及城市空间结构、居民出行行为对交通碳排放的影响研究奠定了基础。未来,相关研究应进一步关注长时序动态追踪、大范围对比分析以及人口和交通新现象研究,并注重多源数据的融合、传统方法与机器学习的结合以及数字孪生模型的构建。     

时空间行为研究动态及其实践应用前景

随着国内外时空间行为研究的数据采集、计算挖掘、三维可视化与时空模拟等理论与技术的不断革新,时空间行为研究日益呈现出研究数据多源化、研究方法科学化、研究对象个体化、研究主题应用化等趋势。海外的时空间行为研究在结构化理论、GIS 以及其他社会科学领域中得到广泛的理论应用,中国的时空间行为研究经历了时间地理学的引入与描述性统计、城市空间与时空间行为的互动机理研究、基于位置感知设备的数据采集与规划应用等3 个阶段,正在步入实践应用的重要时期。时空间行为研究在城市规划、社会管理、居民服务等领域具有广泛的应用前景。     

大数据时代的空间交互分析方法和应用再论

空间交互是理解地表人文过程的重要基础,与空间依赖一起共同体现了地理空间的独特性、关联性以及对嵌入该空间的地理分布格局的影响,具有鲜明的时空属性,因此对于地理学研究具有重要意义。大数据为空间交互研究带来了新的机遇,能够使我们在不同时空尺度感知和观察空间交互模式并对其动态演化特征进行模拟和预测,从而为揭示人类活动规律及区域空间结构提供有力支持。本文在探讨空间交互与地理空间模式关系的基础上,描述了利用地理大数据感知空间交互的方式和定量模型,介绍了空间交互分析方法的研究进展及其在空间规划与交通、公共卫生、旅游等领域的应用情况,并就一些基本问题进行了讨论,以期为大数据支持下空间交互相关研究提供指导。     

用时间GIS建立地籍信息系统的研究

时间ＧＩＳ是当前地理信息系统发的重要领域之一，它的应用不仅方便了历史数据的存储，而且使得基于时间的空间数据分析成为可能，改善了传统ＧＩＳ的动态管理，分析和决策支持功能。本文对在地籍信息系统的建立过程中应用这一技术的有关问题进行了研究。用时间标识的方法建立了各种地籍要素的时空数据结构，以数据更新和查询为例研究了时空数据的操作和应用。     

空间信息分析技术

在GIS技术日趋成熟和空间数据极大丰富的今天,通过分析空间数据探索空间过程机理正变得日益迫切。空间信息分析技术至少包括以下六个主要方面:(1)空间数据获取和预处理;(2)属性数据空间化和空间尺度转换;(3)空间信息探索分析;(4)地统计;(5)格数据分析;(6)复杂信息反演和预报。本文提出了解决具体应用问题一般的空间数据分析计算、结果解释和反馈程序。认为空间过程的一般共性和作为共同的研究对象,各种不同的方法技术最终可能导致空间数学(spatialmathematics)的产生,同时发展鲁棒的空间分析软件包对于普及空间数学是必要的。     

空间分析与自然地理综合研究

通过对空间分析技术和自然地理综合研究发展历程与趋势的分析，得出两个结论：1)现代地理学的快速发展越来越离不开空间分析的支撑，即空间分析技术在地理学中的应用空间愈来愈广，在自然地理综合研究中尤为如此，其主要原因就是空间分析在综合研究中的优势愈来愈明显；2)空间分析技术随其理论与实践的迅速发展及逐步拓展，愈来愈成为自然地理学发展的巨大推动力，也越来越离不开自然地理综合研究这个促使其发展壮大的空间和能发挥其主导作用的领域。空间分析技术和自然地理综合研究的结合已经成为现代自然地理学以及地球空间信息学研究的主要发展趋势之一。     

基于地理信息元组的分类预测理论及应用——以中亚矿集区预测为例

地理信息科学的迅速发展为矿集区预测提供了新的理论依据,使地理信息理论、相应的技术方法组合及应用的整体研究成为可能。在大量理论和实验研究的基础上提出了基于地理信息元组的分类预测理论体系,该理论体系由六个概念、一个空间信息本质、两个空间信息特性以及六个空间信息相关方法和约定的构成。并在该理论体系基础上结合空间数据分析方法和探索式空间数据分析方法,建立了基于地理信息元组的分类预测模型。应用该模型在中亚区域实现了Au矿集区预测目标。为中亚成矿域中其它区域(如新疆)的矿集区预测研究奠定了理论与方法论基础。     

空间数据分析与空间模型

虽然GIS已在各个领域得到广泛应用,但它相对较弱的空间分析功能正在限制其应用的广度和深度。文中系统论述了空间数据的基本特征,GIS中空间数据分析的基本需求,空间统计分析,空间数据探索分析以及空间模型,探讨了GIS与空间模型结合的必要性,结合途径以及结合中的问题与对策。     

基于居民点密度的人口密度空间化

提出了一种基于居民点密度的人口密度空间化方法。以江苏省人口数据空间化为例,在采用核密度估计法得到江苏省镇(乡、街道)居民点密度后,运用基于居民点密度的人口密度空间化计算公式获得江苏省1 000m×1 000m的人口密度格网图,结果表明:江苏省人口分布的热点地区正是在建的三大都市圈(苏锡常都市圈、南京都市圈和徐州都市圈),其中苏锡常都市圈的人口分布呈现各向异性,而南京和徐州都市圈的人口分布则表现为各向同性;人口密度不仅取决于居民点密度,还与平均每个居民点的人口数密切相关,居民点密度大的区域的人口密度不一定大,居民点密度小的区域的人口密度也不一定小。     

中国省级人口增长率及其空间关联分析

分析了1982－1990年和1990－1998年2个时期的人口增长率，并用空间统计分析方法研究了2个时期人口增长率的空间关联关系。1982－1990年中国可分为北部人口低增长、中西部高人口增长率、中东部低人口增长率和南部高人口增长率等4个区域，1990－1998年中国可分为北部低人口增长率和南部高人口增长率2个区域，2个时期的空间聚类虽然不完全相同，但它们有共同的特点，南部和西部的人口增长率都比较高，北部地区的人口增长率都比较低，但它们有共同的特点，南部和西部的人口增长率都比较高，北部地区的人口增长率都比较低。最后对实证研究的结果进行了分析。     

狼毒种群小尺度空间分布格局及空间关联性研究

空间分布格局、空间关联性对尺度具有较强的依赖性,种群在不同的尺度上往往表现出多种空间分布格局和空间关联性。在黑河上游高寒退化草地,采用点格局分析方法,研究了小尺度上狼毒(Stellera chamaejasme)种群的分布格局和空间关联性。结果表明:小尺度上随着种群的发育,狼毒种群的空间分布格局由聚集分布逐渐向随机分布过渡;两个形体大小程度越接近的种群之间,空间关联性越有可能表现为正关联,随着种群的共同发育,空间关联性逐渐向不显著过渡,形体大小差异程度越大,则越有可能表现为负关联,而较大尺度上空间关联性趋于复杂化。种群个体之间的相互庇护促使狼毒个体的数量不断增长,并通过种内竞争使斑块不断扩张,狼毒种群合作与竞争机制的相互转变实现了种群的扩散。     

基于GIS-SDA的居民点空间分布研究

空间数据分析(SDA)与GIS相结合是研究地理现象空间分布规律的重要方法。借助1994年和2004年两期RS图像,得到徐州市居民点空间分布数据,运用GIS-SDA方法研究徐州市1994年和2004年的居民点空间分布模式,并总结了11年间居民点空间分布的动态演变规律。通过最近邻距离分析(运用R统计量)得出徐州市居民点空间分布总体上呈现集聚趋势,且2004年的集聚程度比1994年低;通过计算居民点空间分布的K函数值,发现随着研究尺度的变化,1994年和2004年的居民点空间分布集聚程度均出现先增后降过程。运用核函数与泰森多边形法计算两个年份的居民点密度分布,核函数法能够从总体上反映徐州市居民点密度空间分布的地域差异,而泰森多边形法对居民点密度空间分布的细部差异较敏感。     

基于ESDA的城市社会空间研究——以上海市中心城区为例

以上海市中心城区为实证,在因子分析的基础上将ESDA方法应用于城市社会空间研究。运用全局Moran’s I指数、Moran散点图、LISA等指标和方法,从全局和局部两个层面研究了城市社会空间主因子的空间关联特征。结果表明,各主因子都存在显著的空间正相关,呈现趋同集聚,其中社会经济地位因子和居住条件因子的相关性明显强于其他因子,相近社会经济地位和居住条件的社会群体在空间上的集聚对形成城市社会空间的作用更为显著;各主因子都存在不同于全局的局部空间关联模式,存在显著的"热点"和"冷点"地区,其中社会经济地位因子和居住条件因子呈现出更为明显的"热点"和"冷点",具有显著的"同质集聚、异质隔离"特征。相关研究结论对于理解城市社会空间的形成具有重要意义,也可为进一步深入研究的典型案例选择及相关政策制定提供参考。     

An exploratory spatial data analysis of low birth weight prevalence in Georgia

Low birth weight (LBW), defined as a live birth weighing less than 2500 g, is a significant public health problem in the United States, but the complex nature of the etiology of this problem is not fully understood. Moreover, significant disparities in LBW prevalence are well documented among certain populations, particularly in minority and underserved communities. The identification of spatial patterns of LBW prevalence is a critical first step in a more complete understanding of the epidemiology of this public health challenge and these techniques are instrumental in designing valid observational and analytical studies to more fully study the problem. This paper examines the spatial patterns of LBW prevalence, as well as the presence of spatial clusters in the State of Georgia at both the county and census tract levels. Unadjusted and empirical Bayes smoothed LBW rates were mapped to visualize the spatial variation of LBW rates, and the Moran’s I statistic and the Local Indicator of Spatial Association (LISA) statistic were computed to assess the degree of spatial dependence in the LBW rates. Results revealed marked geographical variation in LBW prevalence in Georgia in 2000. In addition, these data validate the significant disparity (two-fold difference) between white and black racial subgroups as documented in the literature. Trends associated with positive and negative spatial autocorrelations illustrated variation with respect to race. Limitations of data and methods, as well as plans for utility of the results of this study for further investigation were discussed.     

Statistical analysis of spatial point patterns on deep seismic reflection data: a preliminary test

Spatial point patterns generated from bitmaps of images of processed reflection seismic profiles are analysed to quantify the reflectivity patterns. The point process characteristics for two different regions of a deep seismic reflection profile in northwestern Canada demonstrate that in both cases the points are not randomly distributed and that the point pattern distribution is different between the regions. The cluster effects for small point pair distances are stronger for the region of data where there is strong sedimentary layering than for the region where the layering is less distinct. As a result, it appears that future developments in point pattern analysis may provide a new tool for analysing spatial variations in reflection data.     

广州SARS流行过程的空间模式与分异特征

根据广州市SARS感染者的家庭住址信息进行空间化处理,得到了不同SARS感染人群在空间上的分布,并用数据模型定量表达了广州市SARS疫区的传播中心及其置信范围,结合SARS接收医院中心点的分布及其变化规律,对不同感染人群传播中心的异质性及其变化规律进行了分析,结果表明:随着疫情的发展,广州市SARS传播中心具有明显的向SARS接收医院中心点接近的趋势,且变化规律与SARS接收医院中心点的迁移规律大致相同,医院传播对广州市SARS传播过程有重要影响,且经历了由强到弱再到强的变化过程。本文研究有助于更好地了解SARS及其他新型传染病在都市区的空间传播扩散过程,并为公共卫生应急预案提供科学依据。     

基于ESSG的空间轨道目标管理与碰撞检测方法

随着航天科技的快速发展,大量的空间目标(航天器与空间碎片)占用了有限的轨道资源,极大地改变了空间环境,影响了正常的航天发射、空间科学活动及其安全。该文针对空间目标的特点与安全性,提出了利用地球系统空间格网(ESSG)对空间轨道目标进行格网化管理的思路,介绍了格网管理的原理,设计了轨道目标碰撞检测方法。重点探讨了空间轨道目标对格网的映射、静态和动态空间目标的数据导入、空间目标碰撞风险检测等基本问题;设计了一个原理性实验,验证了该文方法的可行性。     

地理学“空间分析导论”课程设置研究

空间分析是地理学和其他相关学科的重要研究手段与方法,其重要性日益引起关注。结合1960年代以来空间分析的发展脉络及各时期的典型方法,在对国内外40多所高校、组织与机构的空间分析课程大纲对比研究和教学实践的基础上,提出了“空间分析导论”课程的教学大纲、具体内容和实习软件等问题,最后对空间分析课程设置提出几点建议:① 拟定空间分析课程66学时左右,其中至少12学时左右的上机实习,实习软件可以针对不同的数据类型选用ArcGIS、GeoDa和R。② 在地理学相关专业或其他学科领域的本科高年级开设入门级的空间分析导论课程,之后,根据具体情况在研究生阶段开设比如"地统计学"、"空间模型与建模"等专题课程。③ 为进一步完善国内空间分析课程教材,可考虑选择引进国外相关著作,并筛选、开发相关的教学案例,编写详细的上机实习操作指导。