顾及时空对象空间相互作用的疫情风险评估建模与应用

新型冠状病毒肺炎（Coronavirus Disease 2019,COVID-19）在全球的传播仍在持续,根据COVID-19在国内早期的扩散特征,从地理学角度出发,构建了一种顾及时空对象空间相互作用机制的疫情风险评估模型,模型在参照时空对象空间相互作用迁移型传导模式的基础上,重点考虑了疫情传播的时空过程、并兼顾空间依赖及空间异质性因素,实现了疫情风险城际传播的关联性、动态性分析。在实证研究阶段,基于该模型对武汉及其主要影响城市在2020年1月上旬到4月上旬的疫情风险及动态演变进行了评估,通过与基于城市对象自身属性计算得到的实时疫情风险指数及其空间分布进行比较,验证了基于时空对象的空间相互作用模型在疫情风险评估方面的有效性。结果表明：① 模型能兼顾疫情传播的空间依赖及空间异质性特征,体现疫情风险的城际传播过程,为疫情传染风险评估及相关空间问题的研究提供了一种新的视角和方法;② 来自源对象的输入性疫情风险与对象间的空间相互作用强度存在显著正相关性,因此在疫情防控中要结合空间相互作用的主要影响因素进行综合决策。     

国土空间规划视角下的城镇开发边界划定和空间管控体系构建

新时期国土空间规划背景下,科学合理地划定城镇开发边界,建立健全的国土空间用途管制制度是有序引导国土空间各类开发保护行为的重要举措。本文以福州市为例,构建了一种全域多维度国土空间管控体系,将其管控约束条件嵌入未来土地利用格局模拟中。同时,顾及区域空间异质性和时空依赖性,设计了一种服务于城镇开发边界划定的集成地理分区策略、深度学习技术、FLUS模型功能模块的时空元胞自动机ST-CA(Spatio-Temporal Cellular Automata)模型。基于已有成果集成三区三线,开展"划管结合"思维下的空间管控应用研究。结果表明:(1)顾及区域空间异质性和时空依赖性的ST-CA模型可以有效提高土地利用变化模拟精度(OA指标从95.95%提升至98.34%),实现更为真实、准确的地理模拟过程;(2)地理模拟过程中嵌入管控约束条件,可引导城镇、农业和生态3类空间合理布局且规模可控,基于模拟结果划定的城镇开发边界能有效避开规划保护用地;(3)未来模拟预测结果结合管控预警值可看出,福州市主城区及周边区县的城镇扩张形势比较严峻,未来亟需对福州市国土空间格局进行合理调控;(4)边界变化趋势特征表明划...     

大型商场顾客消费行为轨迹推断

如何获取大型商场内海量顾客消费行为一直是行为地理学面临的难点问题,而近年来爆发式增长的室内轨迹数据为这一问题解决提供了机遇,但室内轨迹的语义信息缺失、数据质量差等问题给推断顾客消费行为造成了挑战。本研究提出了一种顾及文本-轨迹的商场顾客消费行为轨迹推断框架,无需隐私敏感的顾客消费记录数据,可以获取大量顾客消费行为,该方法通过爬取室内店铺的网络文本,增强室内店铺语义属性,进而实现顾客几何轨迹到语义轨迹的转化提升,并引入了轨迹嵌入特征表示学习方法,捕捉群体轨迹之间的移动特征,综合轨迹移动特征、轨迹语义特征及顾客嵌入特征,通过高维聚类实现了大型商场顾客消费模式的推断。通过某大型商场7045位顾客的真实轨迹进行实验分析,实验结果表明,本文提出的方法与传统特征提取方法相比,聚类结果在轮廓系数上提升最高达69.8%,顾客消费行为提取准确率更高。研究发现,室内顾客移动具有一定楼层倾向性,并且室内空间结构如店铺位置、扶梯位置、功能区划分等,会影响顾客消费模式。本文提出的方法可以有效识别不同消费水平、移动特征的顾客群体,实现顾客消费行为的轨迹推断。     

一种逐级合并OD流向时空联合聚类算法

现有OD流向聚类多将O点和D点相分离或者将OD流向看作4维空间的数据点进行聚类处理,忽视了流向长度、方向、时间对流向聚类的影响。本文以流向作为研究对象,提出一种基于流向间相似性度的逐级合并OD流向时空联合聚类算法。首先在充分研究OD流向的空间信息和时间信息的基础上,构建合理的OD流向间时空相似性度量方法,对OD流向间的时空相似性进行量化;然后提出逐级合并OD流向聚类策略,优化类簇合并的顺序,以减少层次聚类的时间开销,实现OD流向的时空联合聚类。以成都市的滴滴出行OD数据和纽约市出租车数据为例对本文方法进行了验证,结果表明：① 本算法聚类获得的流向类簇不仅带有空间特征还具备时间特征;② 在不同参数下本方法可以得到不同时空尺度的聚类结果;③ 与现有较高水平的流向聚类算法相对比,本文方法的聚类效果更好。这体现在流向类簇内部的流向之间有着充分的相似性,以及本文方法不仅可以提取出显著的流向类簇,还可以提取出非热点区域之间的流向类簇。本算法顾及空间因素和时间因素,可以通过调整时空相似性度量方法中的时间参数和空间参数以实现不同时空尺度的流向聚类,这使得从不同时空角度研究城市居民出行模式成为可能。本文提出的OD流向时空联合聚类算法从联合时间信息和空间信息的角度获得对运动数据的新见解,有助于合理全面地研究居民的移动模式、区域之间的空间联系、已知出行结构的确定以及出行目的的探索,是后续一系列分析工作的基础。     

森林脑炎时空分布特征和环境影响因素分析

森林脑炎作为一种蜱传自然疫源性疾病,其空间分布与环境关系密切,探索其时空分布模式与环境因子对其影响机制对于掌握和预测森林脑炎的发病风险区域具有重要意义。本文以我国东北疫源区（黑龙江省、吉林省和内蒙古自治区）为研究区,通过统计分析和空间自相关分析探究了2005—2015年森林脑炎时空分布特征,进而运用地理探测器模型探讨森林脑炎空间分布影响因素及其指示作用。结果表明：① 研究区内森林脑炎发病率在2005—2015年有明显的增长趋势和季节性发病特征,且其发病率具有较强的空间集聚模式,主要有2个大的热点集聚区;② 从整个研究区来看,植被类型、土地利用、年均气温、土壤类型、5—8月均气温、坡度、高程和年均降雨量是森林脑炎发病率空间流行的主要环境影响因素;③ 对于所筛选的环境指示因子而言,各指示因子对森林脑炎发病风险的影响程度存在差异,即各因子的各类型（范围）内,森林脑炎发病率不同;各指示因子两两之间的相互作用对森林脑炎的发病风险具有显著增强效应。研究结果可为研究区及全国森林脑炎疫情的有效控制提供科学依据和决策支持。     

Spatial-temporal changes of vegetation cover in Guizhou Province,Southern China

Guizhou Province is an important karst area in the world and a fragile ecological area in China. Ecological risk assessment is very necessary to be conducted in this region. This study investigates different characteristics of the spatial-temporal changes of vegetation cover in Guizhou Province of Southern China using the data set of SPOT VEGETATION(1999–2015) at spatial resolution of 1-km and temporal resolution of 10-day. The coefficient of variation, the Theil-Sen median trend analysis, and the Mann-Kendall test are used to investigate the spatial-temporal change of vegetation cover and its future trend. Results show that: 1) the spatial distribution pattern of vegetation cover in Guizhou Plateau is high in the east whereas low in the west. The average annual normalized difference vegetation index(NDVI) from west to east is higher than that from south to north. 2) Average annual NDVI improved obviously in the past 17 years. The growth rate of average annual NDVI is 0.028/10 yr, which is slower than that of vegetation in the country(0.048/10 yr) from 1998 to 2007. Average annual NDVI in karst area is lower than that in non-karst area. However, the growing rate of average annual NDVI in karst area(0.030/10 yr) is faster than that in non-karst area(0.023/10 yr), indicating that vegetation coverage increases more rapidly in karst area. 3) Vegetation coverage in the study area is stable overall, but fluctuates in the local scales. 4) Vegetation coverage presents a continuous increasing trend. The Hurst exponent of NDVI in different vegetation types has an obvious threshold in various elevations. 5) The proportion of vegetation cover with sustainable increase is higher than that of vegetation cover with sustainable decrease. The improvement in vegetation cover may expand to most parts of the study area.     

RELATIVE MOTION AND DEFORMATION OF PACIFIC PLATE FROM SPACE GEODESY

1　IntroductionThroughoutthegeologicalhistory ,almostallthetectonicplateactivities,suchasearthquakes,volcaniceruption ,andmountainbuilding ,takeplaceatactiveplateboundaries.Forexample,approxi mately 90 percentoftheearthquakesoccuratactiveplateboundaries[1 - 4 ] ,andthehighestmountainsofTibetandAndesresultfromthecontinualcollisionbetweenIndiaandAsia ,NazcaandSouthAmericaplates,respectively .Aplateboundaryisafracturethatseparatesaplatefromanother;theneighboringplatesmoverelativetooneanotherin…     

Tectonics of the Indo-Australian plate near the Ninetyeast Ridge constrained from marine gravity and magnetic data

Although the Indo-Australian plate near the Ninetyeast Ridge is important for understanding the formation of new plate boundaries, its tectonic problems are complex and most of them are poorly known. This paper made a detailed tectonic analysis based on the data of bathymetry, gravity and magnetics. Bathymetry and gravity maps show morphological features of many folds, which are related to the intraplate deformation of the Indo-Australian plate due to the collision between the Indian and Asian plates. Gravity anomalies show the structure of fracture zones, which are caused by the seafloor spreading and transform faulting. The characteristics of the folds and fracture zones are consistent with the hypothesis that diffuse plate boundaries and redefined plate components would occur within the Indo-Australian plate. In addition, compiled magnetic data demonstrate magnetic lineations, abandoned spreading centers, southward ridge jumps and plate motions. These features provide useful information for rebuilding the tectonic evolution history of the study area. Magnetic anomalies suggest that an additional plate boundary of transform fault type is developing.     

多模态地理大数据时空分析方法

多模态地理大数据时空分析旨在融合地理大数据的多模态信息发现有价值的时空分布规律、异常表现、关联模式与变化趋势,是全空间信息系统的核心研究内容,并有望成为推进地理学人地关系研究的重要突破口。为应对地理大数据时代的新机遇与挑战,本文围绕4类核心的时空分析方法（时空聚类分析、时空异常分析、时空关联分析与时空预测分析）,系统归纳了国内外研究现状,探讨了时空分析中多尺度建模、多视角协同、多特征认知与多特性表达的研究难点。进而,介绍了多模态地理大数据时空聚类、异常、关联与预测分析模型,更加全面、客观、精准地认知与理解时空大数据中潜在的地理知识,并且能够在气象环境监测、公共安全管理、城市设施规划等多个应用领域发挥关键作用。     

基于多源数据的北京市朝阳区人口时空格局评估与预测

城市人口分布与活动呈现高度的时空动态变化,掌握人口时空变化特征并进行未来预测,对于精准人口评估、有效的政策措施制定、实时的人口预警与调控等具有重要意义。本研究利用以手机信令数据为主的多源时空数据,首先利用地理探测q统计进行探索性数据分析,其次结合贝叶斯模型进行北京市朝阳区居住人口的时空变化探究及时空预测,以期达到对朝阳区人口的动态评估与预测。首先,选用地理探测q统计进行空间异质性探测,用贝叶斯时空层次模型探究基于手机信令数据推算的北京市朝阳区居住人口的总体空间效应、总体时间效应以及局部变化趋势;其次,选用贝叶斯高斯预测过程模型,基于朝阳区各街乡的居住人口及相关人口影响因子数据进行朝阳区各街乡2017年12月的居住人口预测。时空探究表明：朝阳区居住人口在空间上存在完美空间分异,整体呈现沿环路由内向外递增的空间分布格局,整体时间趋势表现为增长,各街乡局部时间变化趋势呈现一定差异。预测的空间分布与实测空间分布整体一致,精度较高,各街乡预测精度不一。结果表明基于贝叶斯理论的时空层次模型和高斯预测过程模型可以为多源时空数据下的多尺度精准识别与人口时空模式挖掘提供有效的方法支撑。     

甘东南及邻近地区地震目录的聚类分析

利用2013-01-01~2021-11-01期间甘肃甘东南及邻近地区（32°~36°N,102°~106°E）地震目录中的11 659次地震震中位置数据,使用硬聚类方法中的K-means和软聚类方法高斯混合模型GMM聚类方法对地震原始目录以及地震精定位目录的空间位置进行聚类分析。为确定最佳聚类数,使用AIC和BIC模型选择法,最终将原始目录和精定位目录分别聚类成6个和14个地震群。结果显示,精定位地震目录和GMM聚类方法结合可以更好地从地震大数据中找到具有不同空间分布特征的地震群。     

基于层次分析法的多尺度点群目标相似度计算

计算不同尺度下空间目标的相似性是GIS研究的热点问题之一。点群是地理空间群组目标的一种,研究其相似性可对空间群组目标的计算机制图结果进行评价。以往的理论研究主要从影响点群目标的单一因子出发,对影响点群目标的简单因子进行分析,并以此提出相应计算模型。为了研究点群目标在不同尺度下的相似性问题,本文在前人研究的基础上,整合了影响点群目标相似性的主要因子（包括拓扑关系、方向关系、距离关系、分布范围和分布密度）,并分别提出拓扑相似度、方向相似度、分布范围相似度、距离相似度分布和密度相似度的计算模型,从整体上把握计算点群目标的相似性。通过层次分析法,赋予5种因子相应的权重,最后集成不同尺度下点群目标相似度的总体计算模型。经过计算验证,该方法能较准确地计算不同尺度下点群目标的相似程度,为制图综合质量做出评价。     

Implication of Surface Fractal Analysis to Evaluate the Relative Sensitivity of Topography to Active Tectonics,Zagros Mountains,Iran

Fractal geometry is increasingly becoming a useful tool for modeling and quantifying the complex patterns of natural phenomena. The Earth's topography is one of these phenomena that have fractal characteristics. This paper investigates the relative sensitivity of topography to active tectonics using ASTER Global Digital Elevation Model. The covering divider method was used for direct extraction of surface fractal dimension(D surf) to estimate the roughness-surface of topography with aid of geographic information system(GIS)techniques. This evaluation let us highlight the role of the geomorphic and tectonic processes on the spatial variability of fractal properties of natural landforms.Geomorphic zones can be delineated using fractal dimension mapping in which variability of surface fractal dimension reflects the roughness of the landform surface and is a measure of topography texture. Obtained results showed this method can be a quick and easy way to assess the distribution of land surface deformation in different tectonic settings. The loose alluvial deposits and irregularities derived by tectonic activity have high fractal dimensions whereas the competent formations and higher wavelength folded surfaces have lower fractal dimensions.According to the obtained results, the Kazerun Fault Zone has a crucial role in the separation of the Zagros Mountain Ranges into the different lithological,geomorphological and structural zones.     

华北(北部)地区的地壳水平运动特征及其模型——GPS测量结果的初步分析

根据两次ＧＰＳ测量结果,研究了华北（北部）地区的现今地壳水平运动的特征。其主要特征可以用１个４块体的构造运动模型来描述。利用构造单元内的最大相对稳定点组求出了模型中的运动参数,并据此研究了构造边界带上的差异运动和应变积累方式。同时还用两种不同的方法求得了相当一致的构造块体内的局部变形。最后讨论了这种运动特征对地震危险性预测的意义。     

一种面向栅格的空间-属性双重约束聚类方法

针对栅格数据,传统聚类方法大都基于专题属性进行聚类,分裂了栅格对象的空间特性与专题属性,而兼顾空间与专题属性的现有空间聚类方法又存在算法复杂、参数设置多等问题,因此本文提出了一种面向栅格的空间-属性双重约束聚类算法（A Raster-oriented Clustering Method with Space-Attribute Constraints, RoCMSAC）。RoCMSAC利用栅格数据空间邻域和空间连通特性,重新定义栅格簇的相似性度量准则,通过属性均质簇生成,空间相邻栅格簇合并和空间邻近栅格簇合并3个步骤对栅格数据进行空间-属性双重约束聚类。利用太平洋海域海表温度栅格数据对算法的可行性以及有效性进行验证,并与现有算法进行对比分析。通过实例验证与对比发现：① RoCMSAC方法能够保证栅格簇空间域的邻近性和属性域的均质性;② RoCMSAC方法可发现复杂形状的栅格簇,且算法时间复杂度低,需输入参数较少。     

自组织双重空间聚类算法的城市扩张结构分析应用

双重空间聚类是能顾及空间连续性和属性相似性的空间数据分析,而常规空间聚类算法难以同时顾及2方面的约束条件。本文采用自组织双重空间聚类算法,对城市扩张结构分析进行了研究。通过改造自组织特征映射的最佳匹配神经元搜索的算法机制,在空间域和属性域进行迭代聚类搜索,实现了自组织双重空间聚类。以武汉市扩张斑块的位置信息和扩张程度指数为输入数据,使用自组织双重空间聚类算法,实现了城市扩张动态结构的识别。自组织双重空间聚类算法使得聚类结果,既在空间域上连续,又在属性域上相近,算法过程具有自组织性,减少了人为影响。     

桐柏—大别山碰撞造山带的大地构造演化

桐柏—大别山碰撞造山带是华北板块南部大陆边缘和扬子板块北部大陆边缘长期演化和碰撞的结果。造山带主要由北淮阳加里东构造带、桐柏—大别山古老断块隆起带和随广加里东构造带组成。根据现今查明的三条蛇绿混杂岩带和不同时代岩系的原岩建造及区域构造特征,重建了其碰撞期前的古地理-古构造格局。在加里东末期,华北板块与扬子板块发生碰撞,形成了桐柏—大别山造山带。在碰撞期及碰撞期后曾发生了大规模的滑脱-推覆构造。     

一种走滑剪切-逆冲推覆相互转换的变形体系——以桂东南那卜地区NE向和NW向两组韧性剪切带为例

桂东南那卜地区宁潭超单元及其围岩中,主期变形变质作用形成的韧性剪切带可分为2类NE向右行走滑性质的韧性剪切带;NW向逆冲推覆性质的韧性剪切带.通过对以上2类韧性剪切带的构造样式、显微组构以及运动学特征等的综合分析表明,它们形成的构造应力是NE-SW向的,在这一应力的作用下,使早期NE向和NW向构造重新活动,从而构成了一种NE向走滑-NW向逆冲的相互转换程式,即NE向右行走滑性质韧性剪切带和NW向逆冲推覆性质韧性剪切带相互转换的韧性变形体系.     

基于改进引力模型的公园绿地空间可达性及供需平衡分析方法

探究高密度城市公园绿地资源空间配置的有效性和供需平衡问题对城市规划和居民生活具有重要意义。已有研究较少从多尺度、多交通出行模式以及结合地图大数据算法的角度对公园绿地可达性进行探究。本文以广州市越秀区为例,利用百度地图多交通出行数据,提出一种结合多类型公园绿地多级可达时间阈值的改进型引力模型,对越秀区公园绿地的空间可达性及其供需平衡特征进行研究。结果表明：(1)越秀区各尺度和各类型公园绿地可达性差异显著,城区尺度可达性大体上呈现由北向南逐层递减趋势,街道尺度可达性则表现出明显的“极化”现象,大型公园绿地可达性远高于社区公园和街头游园且在城市整体可达性中占主体地位;(2)从空间集聚情况来看,城区尺度公园绿地可达性值呈现明显的空间集聚分布特征,由北向南表现为高值聚类、不显著、低值聚类,街道尺度相比城区尺度高值聚类减少,低值聚类和无统计意义的区域增多;(3)基于供需平衡视角的空间可达性结果显示,公园绿地供给与居民需求在城区尺度和街道尺度分别呈现出整体平衡和局部失衡的现象,局部失衡主要集中在公园绿地资源相对匮乏的街道。     

一种基于空间-拓扑结构相似性的复杂轨迹聚类算法

复杂的面状空间实体如海洋涡旋、环流和降雨过程在运动过程中会产生更复杂的轨迹,即具有分支结构的复杂轨迹。为了挖掘这类复杂轨迹的运动模式特征,本文从复杂轨迹的拓扑结构和空间特征出发,创新性地提出复杂轨迹的空间-拓扑结构相似性度量算法（Spatial-Topological Similarity Measurement, STSM）,该算法是基于图同构算法VF2改进的。首先STSM算法将复杂轨迹用带有节点和边的图结构表达,并将空间信息融入图结构的节点属性中,通过匹配复杂轨迹之间所有最大公共子结构,找到匹配结构中节点之间一一对应的关系,利用加权的欧式距离计算复杂轨迹匹配结构中点对之间的空间距离。然后,基于STSM相似性算法进行层次聚类分析,旨在发现复杂轨迹之间相似的拓扑结构在空间上的聚集模式。最后,利用1993-2016年长时间序列的中国南海冷涡复杂轨迹验证方法的有效性,并对比分析复杂轨迹拓扑结构相似性算法CSM。结果表明：单纯用拓扑结构相似性算法CSM进行聚类分析,不能充分挖掘空间的聚集模式,因为不同空间位置也存在拓扑结构相似的轨迹。而本文提出的STSM算法将南海冷涡复杂轨迹分为5类,第一类分布在南海北部、第二类分布在南海中部、其他三类交错在南海南部。这种聚集模式在一定程度上反映了冷涡的生成和演化过程在南海北部、中部、南部的差异性,同时也表明了冷涡移动在南海南部存在更为复杂的异质性。因此,本文提出的方法可以有效地从复杂轨迹数据中发现其演化过程的潜在聚集模式,为认识这类复杂动态现象的时空演化特征提供了一种新的方法。