城市空间结构是城市规划和发展的基础研究内容之一,特别是以城市群综合发展的区域经济体成为当前城市发展的主要形态,以首都北京为核心的首都圈则是其中具有代表性的城市群,许多学者将该区域作为城市格局研究的首选对象。本文针对首都圈"京津塘、京唐秦、京保石"三条发展轴线内的主要城市,从区域内城镇体系空间结构、道路基础设施空间布局、城市扩展动态分析三方面,对20世纪80年代末、90年代末、2008年三个时间段的城市空间结构演变进行了遥感分析。其揭示出首都圈三轴线城市空间发展变化规律,为北京世界城市区域建设和发展规划提供了依据。结果表明,三轴线城镇均沿中心城向外扩展,城市之间的空间扩展和集聚表现出明显的辐射效应和方向性,城市扩展空间形态日趋复杂。另外,三轴线城市发展也表现出差异性,"京保石"发展轴线上的城镇密度相对较大,"京津塘"发展轴线上的交通设施分布相对密集,城市扩展及变化的速度和规模最大,"京保石"发展轴线次之。

本文提出一种以时空Logistic回归模型来预测城市扩展的新方法。其首先在传统Logistic回归模型中加入空间自相关结构构建空间Logistic回归模型,然后,利用漳州市区近20年(1989-2009年)的数据,建立不同时期城市扩展模拟的多个子空间Logistic回归模型M_i,再采用一次平滑指数法综合处理这些时间序列的M_i,构建出顾及空间复杂性和时间序复杂性的时空Logistic回归预测模型。新方法一方面克服了传统Logistic回归模型法受限于预测年份影响因素数据难以获取的缺点,另一方面由于模型考虑了城市扩展的长时间序列复杂性,即综合了城市扩展不同时期影响因素不同的情况,使它更接近城市扩展的实际,因而预测精度会提高。以福建省漳州市区为例,分别运用传统Logistic回归模型方法,在传统Logistic回归模型中单独加入空间自相关结构的空间Logistic回归模型法和基于时空Logistic回归模型的新方法这3种方法,对2009年城市扩展进行了预测分析。结果表明,基于时空Logistic 模型的新方法比传统Logistic回归模型法和空间Logistic回归模型法的预测精度都要好,总体预测精度分别为81.02%、83.82%和87.00%,预测城市用地的精度从63.59%提高到67.35%和73.34%,ROC曲线下的面积AUC从0.826提高到0.883和0.924。

空间离群是指空间数据集中那些非空间属性值与邻域中其他空间对象明显不同的空间对象。空间数据一般按地理分布存储具有海量特性,传统的集中式处理模式不能满足海量数据处理的效率和空间数据本身的安全性等要求。因此,在研究小组开发的地理知识服务网格平台GeoKS-Grid的基础上,本文针对分布式空间离群挖掘,提出了一个基于网格的分布式体系框架,制定了网格环境下分布式空间离群挖掘的策略,实现了具体的分布式空间离群挖掘算法。另遵循分布式空间数据挖掘的一般过程和网格服务通用、可重用和可组合的原则,将算法按合理粒度进行分解,并封装成多个基本的原子服务,进而以网格工作流的方式进行服务发现与组合,完成包括局部离群挖掘和全局离群挖掘在内的分布式空间离群挖掘。最后,通过福建省生态地球化学调查土壤数据离群分析实例,验证了服务或系统的合理性和有效性。

我国农村经济在城乡统筹规划的进一步实施中迅速发展起来。大城市周边远郊区县农村在大城市的影响下,其经济发展具有其不同于一般农村的规律特性。本文采用北京市房山区2004-2009年农村人均纯收入(人均劳动所得)为变量提取出相对经济发达指数指标,以经济分级和空间相关性分析为方法,对房山区453个村的经济发展空间分布状况进行了GIS制图分析。同时,结合获得的经济分级图、Moran散点图和LISA图与其他地理信息,揭示了作为北京大都市周边远郊区县的房山区农村区域经济发展和差异的空间格局规律。结果表明:房山区农村经济发展水平呈现东西高中部低的"U"字型,土地利用类型、地形因素、乡镇中心的辐射作用与道路发达程度对经济发展水平影响明显;经济发达指数总体上存在正的空间相关性,空间聚集特征明显,局部空间相关性与该区经济发达程度相对应,并具有空间异质性;同时采用经济发展的相对指标作为研究数据支持,降低了农村经济发展研究时由于使用的统计数据不一致而导致衡量经济发展的障碍。