顾及空间尺度效应的城市土地利用变化精细化模拟

城市土地利用变化模拟是优化土地资源配置的科学依据,提高其精细化程度和可靠性有助于准确把握城市用地发展趋势,对城市土地资源精准调控具有重要意义。基于宏观遥感分类的土地利用变化模拟,难以在街区尺度上揭示城市用地社会功能变化及精细化模拟中空间尺度效应来源和作用机理。本文联合遥感影像和POI数据识别出城市土地利用精细化特征,运用响应面法率定土地利用精细化模拟的最优空间尺度组合,在此基础上,利用CA-Markov模型开展了未来土地利用变化的精细化模拟。以武汉市中心城区为应用案例,研究结果表明：基于POI 的城市土地利用精细化识别方法,可以深度解析城市建设用地的社会功能,极大改善了传统基于遥感的土地覆被宏观解译效果;研究区土地利用变化元胞自动机精细化模拟的最优空间尺度组合是30 m元胞、7×7邻域以及冯诺依曼邻域类型,采用最优空间尺度组合能够提高土地利用变化精细化模拟的可靠性。响应面试验设计结果可有效识别精细化模拟过程中空间尺度效应的主要来源,并区分其对模拟精度的影响程度与正负效应;预计到2025年,研究区建设用地范围将继续向周边扩张,各类型用地之间互为交织,土地利用空间格局将呈更加破碎化趋势。     

土壤粒径空间预测方法研究综述

土壤粒径（砂粒、粉粒和黏粒）是各种陆表过程和生态系统服务评估等模型的关键参数。作为一种土壤成分数据,土壤粒径的空间预测方法有和为1（或100%）等特殊要求,其空间分布精度受预测方法影响较大。本文针对土壤粒径相较于其他土壤属性的特殊性,提出了土壤粒径空间预测方法框架,综述了土壤粒径数据变换、空间插值和精度验证等系列方法,总结了提升土壤粒径空间预测精度的各种途径,包括通过有效的数据变换改善数据分布、结合数据分布特点选择合适的预测方法、结合辅助变量提升制图精度和分布合理性、使用混合模型提升插值精度、使用多成分联合模拟模型提升预测的系统性等。最后,提出了今后土壤粒径空间预测方法研究的未来方向,包括从考虑数据变换原理和机制角度改善数据分布、发展多成分联合模拟模型和高精度曲面建模方法,以及引入土壤粒径函数曲线并与随机模拟结合等。     

长江经济带主要城市群2h出行交通圈格局特征

城市群作为城镇化高级阶段区域社会经济发展和参与国际竞争的主要空间载体,良好的交通通达性是其高质量发展的必要条件。以《交通强国建设纲要》提出的城市群2h通达目标为研究视角,以长江经济带3个国家级城市群为研究对象,选取加权平均出行时间作为测度指标并引入场强和引力模型,对比分析3个城市群所有城市与中心城市两个层级2h出行交通圈格局特征。研究发现：① 3个城市群出行交通圈均表现为从中心向外围地区呈现出由低到高连续扩大的“圈层式”空间格局特征,且长三角和成渝城市群分别形成了“>”字型和“十”字型2h出行廊道,但长江中游城市群尚未形成2h出行廊道。② 城市群中心城市2h出行交通圈的空间分布受区位条件影响较大,越接近区域几何中心则2h出行交通圈覆盖范围越大,而影响腹地受中心城市综合规模的作用明显,3个城市群各中心城市2h出行交通圈和影响腹地的空间分异显著。③ 不同城市群中心城市2h出行交通圈衔接联系水平差异显著,表现出多元的圈层叠加的经济联系格局。④ 高密度高速公路路网在提高城市群中心城市2h出行交通圈衔接联系水平中发挥重要作用,按衔接联系模式特征可将各城市群总结为多中心网络型、多中心组团型与双中心轴辐型。     

基于机器学习模型的区域土壤重金属空间预测精度比较研究

为识别区域土壤重金属的空间变异特征并厘清其影响因素,本研究构建了多元线性回归（MLR）、弹性网络回归（ENR）、随机森林（RF）、随机梯度提升（SGB）、堆叠（stacking）集成模型、反向传播神经网络（BP-ANN）、基于模型平均的神经网络集成（avNNet）、线性核支持向量机（SVM-L）和高斯核支持向量机（SVM-R）共九种机器学习模型,利用山东省中部土壤重金属（Cd、Cu、Hg、Pb和Zn）和环境辅助变量数据,开展区域土壤重金属空间预测精度比较研究。结果表明：RF对五种重金属空间预测的决定系数（R²）介于0.263~0.448之间,平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）分别小于8.408和10.636,预测值/实际值（P/O）均接近于1,对五种重金属的预测效果均较为理想,是研究区土壤重金属空间预测的最优模型;SVM-R整体预测性能仅次于RF,各项精度评价指标均相对稳健,可作为备选模型;其余七种模型的预测性能均明显低于RF和SVM-R。RF的空间预测结果显示,研究区五种重金属呈现出相似的空间分布格局,含量均由研究区东北部向西南部递减,包括东北部、北部和南部3个高值区,且高值区与当地工业–交通密集区的分布格局一致,反映出人类活动是研究区土壤重金属空间分异的主要影响因素。本研究可为区域土壤污染调查、评价和管控提供科学参考。     

数字经济对中国经济高质量发展的空间效应与影响路径

数字经济已成为推动经济高质量发展和共同富裕的重要抓手。本文梳理数字经济对中国经济高质量发展的影响机制,并构建了创业与创新两条传导路径。基于2011—2018年中国287个地级及以上城市的面板数据集,从时空两个维度对数字经济与经济高质量发展的演变特征进行分析,并运用空间杜宾模型和中介效应模型对其影响过程、机理与空间异质性进行实证检验。结果表明：① 2011—2018年间,中国数字经济和经济高质量发展水平呈现整体提升趋势,但两者均存在明显的时空差异特征。② 数字经济水平的提高有助于本地经济高质量发展,而对邻近地区经济高质量发展没有表现出显著的积极影响,即存在一定的数字隔离。③ 在东部、中部和东北地区,数字经济对经济高质量发展具有显著的积极作用,且在东部地区的影响效果最为明显。数字经济对不同类型城市经济高质量发展的影响程度大致呈现从特大城市到中小城市依次递减的趋势。④ 中介效应模型的结果验证了创业和创新水平是数字经济推动经济高质量发展的中介变量,但同时这种传导效应存在明显的空间异质性。     

豫陕鄂交界区县域综合发展水平测度及障碍因子分析

以豫陕鄂交界区为研究对象,测度2000—2017年豫陕鄂交界区县域的综合发展水平,探析其空间分异特征、演化趋势和障碍因素。结果表明：① 2000—2017年,豫陕鄂交界区县域综合发展水平逐步提升,年均增速为6.08%,县域间发展的空间差异逐渐增大;② 县域综合发展水平在空间上呈正相关性,热点显著区呈现由东南部向西南部再向东南部迁移变化特征,冷点显著区在2005年前主要分布在安康市和商洛市,之后主要聚集在南阳市;③ 人文和经济要素为中度和中高障碍水平,资源和环境要素为极低和低障碍水平;随着时间的推移,障碍因子在不同县域空间阻力的分异特征更加显著。④ 豫陕鄂交界区县域发展空间阻力模式可划分为3种类型,其中人文资源要素制约型是主要的空间阻力模式。最后,基于不同空间阻力模式特征解析,提出了分区发展策略。     

居民购物出行时空特征及影响因素研究——基于中国时间利用调查

在市场经济日趋成熟、购物需求日益多样的今天,掌握居民购物出行规律,对合理布局商业空间、科学规划交通路网和提升公民个人福利具有积极意义。本文基于全国29个省份174个地级行政区30591位受访者的主要和次要活动时间利用调查数据,通过GIS空间分析对居民购物活动参与率、购物持续时间和由购物产生的交通出行时间进行系统分析后,构建离散选择模型探讨居民购物出行活动的影响因素。研究发现：农村和西部地区居民购物参与率较低,但持续时间较长;城镇和东部沿海地区居民的购物参与率较高,但持续时间较短;农村地区及青海、内蒙古、重庆、云南等地的城镇居民交通出行时间较长。居民购物出行受到居民个体属性、居民家庭属性以及区位条件因素综合影响,且购物参与率与持续时间在某些群体呈现一定互斥。最后,从基础设施建设、购物中心规划布局等方面提出城乡空间布局与交通发展优化的对策建议。     

面向日常活动与环境供需矛盾的城市韧性综合评估及空间特征研究—以南京为例

随着环境变化加剧、技术进步扩散、城市化生活转向等因素的交织叠加,日常活动空间的供需过程需要并可以更具韧性,但既有研究鲜有涉及。因而,聚焦中国社会经济发展主要矛盾,挖掘面向城市居民日常活动与环境供需矛盾的城市韧性内涵,建构有机整合的理论框架和评估指标体系,并以南京市中心城区为例,依托地理大数据支撑,进行日常活动-环境系统的韧性评估及空间特征研究。主要结论：① 韧性要素在活动与环境间以及数量与质量之间的供需结构失调,且供需不均衡和不充足的问题同时存在并相互制约。② 活动韧性、环境韧性各自的空间分异显著且供需水平及相互匹配程度较低,导致系统韧性呈现低水平蔓延的空间形态。③ 活动韧性、环境韧性及系统韧性之间的空间支撑或匹配作用没有充分发挥,导致日常活动空间的供需关系分异较大且缺少连续良性的空间互动。基于此,应根据韧性演进阶段,促进日常活动空间供需网络的整体动态协同优化。     

黄河流域城市群扩张的时空格局演化及情景模拟——以呼包鄂榆城市群为例

黄河流域城镇扩张对区域景观格局影响显著,城市群人口聚集与增长引发了流域“人-地”矛盾和“空间冲突”等一系列生态环境问题。基于土地利用数据和FLUS模型对2025年和2035年呼包鄂榆城市群城镇化与土地利用时空演化特征进行多情景模拟预测。结果表明：① 1990—2018年呼包鄂榆城市群整体发展水平较低,建设用地面积经历了“平稳增加-缓慢增加-急剧增加”的变化过程,区域总体以草地为主,其占土地总面积的50%以上,其次是未利用土地和耕地,林地和建设用地次之。② 城市群扩张最剧烈地区在空间上主要发生在呼和浩特市、包头市等城市主城区,且扩张模式以外延式扩张为主,扩张来源主要是耕地、草地等生态用地。③ 三种情景模拟发现,2025年和2035年区域土地利用变化的空间结构和特征差异明显。自然发展情景下,城市扩张不受约束,高速增长占据了大量生态用地;加入生态约束条件很好的控制了对草地和林地的占用;经济发展情景下,城市扩张将进一步占据更多的未利用土地和耕地。本研究通过城市群扩张时空格局演化及情景模拟分析,尝试为区域规划、城市空间规划和区域生态空间保护提供多角度、多情景和可选择的政策决策参考。     

中国旅游业碳减排潜力的空间关联网络结构及其影响因素

基于2000—2018年中国省际面板数据,利用“自下而上”法和Super-SBM模型测度30个省（区、市）的旅游业碳减排潜力,借助修正的引力模型和社会网络分析方法探究其空间关联网络特征及影响因素。结果表明：①中国旅游业碳减排潜力的空间关联日趋紧密,网络密度和网络关联数呈增长态势,网络效率和网络等级度呈下降态势;②东部区域在空间关联网络中居于核心位置,对降低旅游业碳减排潜力所需要素的掌控与支配能力较强;西部区域在网络中居于边缘位置,难以影响和控制其他省（区、市）;③北京、天津、江苏和上海属于“净受益”板块,广东、浙江和福建属于“经纪人”板块,吉林、内蒙古等23省（区、市）属于“净溢出”板块;④空间邻接关系、经济发展水平差异、产业结构差异、技术创新水平差异和旅游业人数规模差异共同驱动着中国旅游业碳减排潜力空间关联网络结构的形成与演化。