Fast Geographically Weighted Regression (FastGWR): a scalable algorithm to investigate spatial process heterogeneity in millions of observations

Geographically Weighted Regression (GWR) is a widely used tool for exploring spatial heterogeneity of processes over geographic space. GWR computes location-specific parameter estimates, which makes its calibration process computationally intensive. The maximum number of data points that can be handled by current open-source GWR software is approximately 15,000 observations on a standard desktop. In the era of big data, this places a severe limitation on the use of GWR. To overcome this limitation, we propose a highly scalable, open-source FastGWR implementation based on Python and the Message Passing Interface (MPI) that scales to the order of millions of observations. FastGWR optimizes memory usage along with parallelization to boost performance significantly. To illustrate the performance of FastGWR, a hedonic house price model is calibrated on approximately 1.3 million single-family residential properties from a Zillow dataset for the city of Los Angeles, which is the first effort to apply GWR to a dataset of this size. The results show that FastGWR scales linearly as the number of cores within the High-Performance Computing (HPC) environment increases. It also outperforms currently available open-sourced GWR software packages with drastic speed reductions – up to thousands of times faster – on a standard desktop.     

中国省际水资源绿色效率空间关联网络研究

本文从群组前沿的角度出发,将中国31个省（市、自治区）分为东中西三大群组,在不同的技术前沿面下利用SBM模型对各省（市、自治区）的水资源绿色效率进行测度,并利用VAR格兰杰因果检验方法将水资源绿色效率“属性数据”转化为“关系数据”,在此基础上利用社会网络分析（SNA）方法对中国水资源绿色效率的空间关联网络特征进行研究。结果表明：① 中国水资源绿色效率区域差异显著,总体表现为中部>东部>西部的特征。② 没有一个地区独立于水资源绿色效率空间关联网络之外,网络整体具有较强的稳定性;个体特征表明,东部地区以溢出效应为主,处于“引领者”地位,而西部地区以接收其他地区的溢出关系为主,在网络结构中处于边缘位置。③ 块模型分析表明,北京、天津等10个地区为“净溢出”板块;青海、新疆等8个地区为“净受益”板块;河北、重庆等6个地区为“双向溢出”板块;河南、陕西等7个地区为“经纪人”板块。研究结果为中国各地区水资源绿色效率的提高及协调发展提供了建议。     

转型期北京社区公共空间对邻里交往的影响机理：本地居民与移民的对比分析

利用2017年北京市36个小区的居民问卷调查数据,并基于POI数据测量小区尺度上步行道、公园、交通站点、商业设施、学校5类公共空间与设施的可达性,采用结构方程模型考察社区公共空间对本地居民、外来移民邻里交往的不同影响作用和机理。研究发现,在城市转型与居住分异的背景下：典型公共空间（步行道、公园）在促进邻里交往的作用上不如交通站点、商业设施等准公共空间设施;相较于外来移民,本地居民的邻里交往水平更容易受到社区公共空间的影响。     

基于高铁流的中国城市网络结构特征演变研究

高铁的网络化发展促进了资源要素的快速流动与重新整合,对城市关系产生了显著的影响,基于高铁流逐渐成为探索城市和区域空间结构的重要视角。论文使用2014—2019年高铁客运班次数据和社会网络分析法,对中国城市网络结构特征演变进行探讨。研究结果表明：① 伴随高铁线网的不断延伸和加密,城市网络整体上由东向西拓展,网络规模扩大、密度提升;② 节点功能和地位的时序变动重塑了网络的空间格局,改变了由少数东部城市主导的网络格局,呈现出多中心、均衡化的发展趋势;③ 从关联形态看,全国尺度上的复杂网络结构取代了区域尺度上的轴带式联系形态,整体上与“八纵八横”网络相对应;④ 城市网络的关联强度逐年提升,形成了4个联系层级,城市间的关系复杂而多样。     

领域化理论视角下的乡村旅游社区社会空间变迁——以丹霞山青湖塘村为例

乡村地区的旅游发展带来乡村社会空间的快速变迁与重构。对此,现有研究主要侧重空间生产过程的分析,而空间生产与权力关系之间的联系尚未充分理论化。论文以丹霞山青湖塘村为例,借助领域化理论,分析了多元主体的领域化行为所引发的乡村旅游社区社会空间变迁,总结了其中交织的权力—空间关系及社会空间变迁机制。结果发现：乡村旅游社区社会空间变迁是一个持续的领域化过程,是由“领域的社会组织”与“社会的领域组织”之间的交互作用所引致的,在这个过程中,无论是自上而下的管控权力还是自下而上的抵制权力,只有通过领域建构实现空间化才能实现真正的控制,权力关系正是在空间化中实现了生产与再生产。基于此,论文对旅游地社会空间变迁中的“权力—空间关系”进行了初步理论化,并讨论了领域化分析对于旅游社区产权制度实践、旅游地空间治理等问题所具有的启示意义。     

耕地资产社会保障功能的空间分异研究——不同农业类型区的比较

在中国人多地少和土地产权二元结构背景下,耕地资源一直是农民的“命根子”,其社会保障功能被认为是社会的稳定器,但近年来这一观点受到越来越多的质疑。目前中国农户耕地的社会保障功能还有多大,迫切需要利用详实的数据进行系统性、定量化的测算。基于此,把拥有承包权的耕地看作农户的一项资产,论文选取都市农业区、集约农业区、平原主粮作物区和山地主粮作物区4类典型农业区,实地调查1025户农户家庭,旨在揭示耕地社会保障功能的空间分异规律。结果表明:作为家庭农业的生产资料,耕地投入农业生产所获收益占家庭总收入的比重在各区最高为50%,其中山区不足7%;作为一项养老保障,家庭耕地资产收益对养老需求的贡献率均不足30%,山区甚至不及3%;作为金融抵押品,若以20万元资金需求为例,户均耕地资产可贷款额度均不超过资金需求的20%,而山区仅为1%。现阶段农户耕地资产的社会保障价值已十分微弱,这有助于给出对新时期农村土地保障功能的科学判断。随着城镇化的推进,不同农业类型区农户的耕地收益及资产价值均不断下降,尤其是在农地利用边际化胁迫下的山区,如何减缓山区耕地弃耕撂荒和耕地资产贬值,无疑是乡村振兴战略实施过程中需要重点关注的问题。     

面向大数据的时空信息云平台建设研究

在大数据时代来临的背景下,传统数据处理和分析方法已无法满足时空大数据高效存取、实时处理、分析挖掘等需求。本文结合智慧广东时空信息云平台的项目建设案例,探讨了面向大数据的时空信息云平台的建设目标、总体架构、关键技术、应用情况等内容,为解决海量时空大数据处理与分析性能问题,推动地理信息服务高质量发展做了积极探索。     

基于社会网络分析的旅游地乡村社会空间重构研究

在商品经济影响下,乡村社会关系正发生多途径、多层次重构,由于社会关系与空间形态辩证统一,社会关系的异化将引起空间形态的变化。以南京市世凹美丽乡村示范村为案例,从传统社会结构观念与市场经济之间的冲突出发,建立研究假设,通过2014年、2016年和2018持续跟踪调查,运用社会网络分析方法揭示乡村经济社会空间交互过程。结果表明：① 所选乡村社会网络发展符合社会资本与市场制度相互作用的发展规律,具有替代效应、挤出效应与互补效应3个明显阶段,符合研究假设;② 网络模式由轮轴模式演化到“结构洞”模式再到合作与分派模式,且分别对应扩散型、分支型与簇群型网络结构,伴随行动者的淘汰与迁出与市场经济规则的增强;③ 空间重构主要表现为土地利用格局重构与乡村空间衰退现象,形成优势经营者区域、原住民的边缘集聚区、外来经营者区域与空间衰退区域。     

基于社交媒体签到数据的城市居民暴雨洪涝响应时空分析

暴雨洪涝等小型地域性气候灾害给城市韧性带来挑战。以南京暴雨洪涝为例,通过挖掘新浪微博签到数据,构建公众感知指数和公众情绪指数,分析居民对暴雨洪涝响应的时空格局。在时间维度上,居民对暴雨洪涝的响应主要集中在暴雨洪涝期,并随灾害的严重程度而变化;在暴雨洪涝期内,居民在社交媒体上对暴雨洪涝的响应集中在早、晚高峰。在空间维度上,居民对暴雨洪涝的响应集中在主城区和3个新市区;重要交通基础枢纽地区和低海拔、经历快速城市化的新市区的居民对暴雨洪涝担忧程度更高。时空分析表明,暴雨洪涝对居民的交通出行影响最明显。基于时空间分析,最后从硬件和软件设施上为提升暴雨洪涝的城市韧性提供相关政策建议。     

浙江省县际经济联系网络结构演化分析

借助引力模型和社会网络分析方法（SNA）,对浙江省67个县市的空间联系及构成的经济联系网络进行实证分析和研究。研究结果表明：2005—2015年,浙江省县际经济联系强度经历了由低水平的稳定波动阶段向较高水平的快速增长阶段的转变,经济联系首选地的选择由邻近地域指向逐渐转为中心城市指向和交通可达性指向;浙江省网络结构逐渐趋于复杂,已基本形成了多中心驱动的经济联系网络格局,网络整体较为松散但网络密度在逐渐增强;中心城市间的经济联系密切但具有明显的不均衡性,杭州、宁波一直是浙江省主要的辐射源和扩散点,但这一核心地位正受到发达县域的挑战;经济联系强弱与自然条件优劣及经济发展程度相吻合,表现出明显的“东北-西南”地域分异特征。