“地理空间分析综合应用” 栏目所有文章列表

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  • 地理空间分析综合应用
    王梦颖, 方志祥, 禹佳宁
    地球信息科学学报. 2026, 28(6): 1766-1784. doi: 10.12082/dqxxkx.2026.260049 cstr: 32074.14.dqxxkx.2026.260049

    【目的】大宗物资全球海运贸易高度依赖港口节点的稳定性。在全球地缘冲突与极端气候频发的背景下,系统评估全球关键大宗物资运输港口的复合风险格局,识别高脆弱性节点与时空演化规律,对保障国家能源安全、提升供应链韧性具有重要现实意义。 【方法】基于IPCC灾害风险理论框架构建适用于海运体系的港口风险时空评估模型,极端气象与地缘冲突等外生冲击刻画为危险源,枢纽地位与贸易规模表征暴露度,腹地经济水平与基础设施条件反映脆弱性。基于2014—2023年全球主要港口的航次轨迹数据,融合气候与地缘政治等多源风险因子,构建涵盖煤炭、原油、铁矿石、液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)、大豆6类大宗物资的多维面板数据集。在此基础上,采用主成分分析与熵权法进行客观赋权,并结合空间自相关分析、STL时间序列分解和分位数回归方法,对港口风险指数的有效性、异质性及时空演化特征进行系统分析。 【结果】研究表明: ① 港口风险指数对运输失稳具有显著解释力,在τ=0.95极端异常区间,风险对航行延误的放大效应约为中位数水平的13倍; ② 全球港口风险呈双峰分布,形成了稳定的中低与中高风险分层格局;风险构成中高暴露度与低频危险源的耦合是驱动中高风险聚集的主要机制,其中LNG、LPG等能源物资风险水平整体高于铁矿石等干散货; ③ 风险分布呈现显著空间正相关。高风险主要集中于东南亚、北印度洋及西北太平洋海域,东南亚海域高风险港口占比高达30.7%; ④ 港口风险呈长期稳定、阶段性下降、突发抬升的阶段性演化,2021年后受地缘事件驱动风险中枢发生趋势性上移;相较于贸易结构多元化国家,能源出口依赖型国家在风险演化过程中表现出更高的敏感性与更弱的缓冲能力。 【结论】本文构建的多尺度风险评估框架系统揭示了全球大宗物资港口海运风险形成机制与时空演化规律,并验证了风险指数对运输异常与系统脆弱性的解释能力,可为港口风险分级管控、关键节点识别及供应链安全治理提供重要参考。

  • 地理空间分析综合应用
    方心蕊, 方志祥, 禹佳宁, 王中元, 吴建雄, 丁必为
    地球信息科学学报. 2026, 28(6): 1785-1798. doi: 10.12082/dqxxkx.2026.250334 cstr: 32074.14.dqxxkx.2026.250334

    【目的】大宗物资海运网络作为连接各国经济命脉的关键纽带,其安全性关乎国家经济的稳定发展。现有研究涉及的海运网络物资类型单一、评价指标体系维度单薄、评价方法模型难以适应复杂环境下的动态安全评估需求。 【方法】本文使用AIS船舶轨迹大数据和复杂网络理论,以2014—2023年煤炭、原油、铁矿石、液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)、粮食6类大宗物资海运网络作为研究对象,构建了多维多层级大宗物资海运网络安全性评价指标体系,提出了基于方差分析统计显著性结合随机森林模型量化特征重要性的组合权重与反距离中心聚合的大宗物资海运网络安全性动态评价模型;开展了多视角多尺度的大宗物资海运网络演变规律分析。 【结果】① 亚洲国家长期主导功能中心,而结构枢纽节点更替频繁。贸易重心向资源生产国和亚太消费市场加速转移; ② 2014—2023年煤炭(月均提升0.005 1)、原油(月均提升0.005 9)、LNG(月均提升0.005 4)、LPG(月均提升0.007 1)及粮食(月均提升0.003 1)海运网络安全性呈上升趋势,铁矿石海运网络安全性先升后降; ③ 9月(煤炭、原油)、2月(LNG、LPG、粮食)为大宗物资海运网络风险高发期,4月是铁矿石、液化石油气和粮食海运网络安全性的共同优势月份; ④ 俄乌冲突、英国脱欧以及COVID-19的流行对大宗物资海运网络安全性整体呈负面冲击但网络在部分维度展现出适应性弹性。 【结论】本研究表明近10年来全球大宗物资海运网络安全性明显提高但维度不均且存在风险期,研究可为大宗物资海运安全决策与布局优化提供依据。

  • 地理空间分析综合应用
    李林尧, 欧阳琪, 庄焕帅
    地球信息科学学报. 2026, 28(6): 1799-1810. doi: 10.12082/dqxxkx.2026.250609 cstr: 32074.14.dqxxkx.2026.250609

    【目的】中国作为全球最大的集装箱运输国和关键贸易参与方,在全球海运网络中占据着日益重要的地位。深入分析中国集装箱运输网络的结构特征与动态演化,不仅有助于把握国内物流格局的演变,也对理解全球贸易流动的时空状态具有重要意义。 【方法】基于此,本文构建了一套复杂地理网络分析框架,基于2013年与2023年全球集装箱船舶轨迹数据,分别从宏观整体结构、中观贸易社区和微观关键港口3个层面,系统构建并分析了近10年来中国集装箱海运网络的演变特征。 【结果】① 中国集装箱海运网络经历了从“广覆盖”向“核心聚焦”的战略转型,整体结构逐步向枢纽集约化、连通高效化方向发展; ② 网络在10年间始终保持5个贸易社区,但其核心港口、地理分布与社区规模呈现从区域集聚向空间分散的转变,反映出国际贸易流向与区域合作态势的动态调整; ③ 中国主要港口格局发生显著重构,青岛港在航线与航次规模上超越宁波-舟山港位列第一;粤港澳大湾区港口群内部分工日益明晰,而高雄港的国际中转地位因大陆港口竞争力提升而相对弱化。 【结论】本研究的重要价值在于,它能从海事大数据视角,深入揭示中国集装箱运输网络的结构演化、贸易聚集特征与港口发展态势,为理解行业动态提供关键依据。

  • 地理空间分析综合应用
    石志艺, 王金鑫, 盛亮亮, 李涛
    地球信息科学学报. 2026, 28(6): 1811-1833. doi: 10.12082/dqxxkx.2026.260045 cstr: 32074.14.dqxxkx.2026.260045

    【意义】随着全球城市化进程的加速,城市群作为区域经济发展的核心载体,其热岛(Urban Heat Island,UHI)效应已成为影响生态环境可持续发展的关键问题。城市群尺度的热岛效应不仅呈现出空间分异,还体现跨城市的耦合与协同特征。系统认识城市群热岛效应的时空演变特征与形成机制,对于深化区域气候过程认知、优化热环境调控及支撑可持续发展具有重要意义。 【分析】本文梳理了中国8个典型城市群热岛效应的研究进展,重点分析其时空特征、形成机制、影响因素及调控措施,并展望未来研究方向。综合已有文献,在所选典型城市群研究中,城市群热岛效应在空间上普遍表现出明显的区域差异和等级分异特征,核心城市和周边城市之间存在梯度变化,并呈现出沿建成区扩展和功能轴带集聚发展的空间格局,在时间尺度上,城市群热岛效应具有复杂的昼夜变化与季节差异特征,自然因素与人为因素的相互作用主导了城市群热岛效应的演变过程。 【目的】本综述旨在系统整合中国典型城市群热岛效应的研究成果,揭示其时空特征与形成机制;在影响因素与调控策略的对比分析的基础上,为城市群热环境调控提供决策依据;并分析关键科学问题和发展趋势,识别研究不足与潜在突破方向,促进城市群尺度热环境协同治理研究的深化。

  • 地理空间分析综合应用
    郑策元, 林艳, 尹其颜
    地球信息科学学报. 2026, 28(6): 1834-1849. doi: 10.12082/dqxxkx.2026.260047 cstr: 32074.14.dqxxkx.2026.260047

    【目的】城市功能与街景特征共同塑造盗窃犯罪的时空格局。然而,现有研究多依赖单一数据源测度城市功能,且较 少将其空间溢出效应纳入分析。为此,本研究构建多维分析框架,探究城市功能与街景特征的交互作用对盗窃犯罪的影响。 【方法】本文以某市YC区为研究区域,融合2019年盗窃犯罪、POI、土地利用、街景及社会经济等数据开展分析。首先,融合土地利用与POI数据,构建互补的城市功能测度体系,识别影响盗窃犯罪的核心功能变量;其次,测算核心功能的空间溢出效应,构建涵盖城市功能溢出与街景特征的多维指标体系;最后,结合XGBoost模型与SHAP解释器,解析城市功能与街景特征的交互作用及其对盗窃犯罪的影响。 【结果】土地利用与POI数据在功能强度刻画上展现出显著互补性,前者适合表征大规模功能区,后者适合刻画小规模设施;商业服务设施(0.212)与功能混合度(0.485)及其空间滞后项(0.236、0.437)均显著促进盗窃犯罪,而工业用地则表现为本地抑制(-0.200)与邻域促进(0.104);城市功能对街景特征与盗窃犯罪关系具有明显的调节作用,空间溢出项的调节强度整体高于本地项,且两者的调节方式具有显著差异;商业服务溢出与功能混合溢出能够显著改变街景特征对盗窃犯罪的边际影响,且该交互作用在建筑视觉指数、街道峡谷围合度、绿色视觉指数、天空视觉指数以及路权指数等关键微观指标上表现尤为突出。 【结论】在研究街景特征与盗窃犯罪关系时,应重视城市功能及功能溢出对该关系的调节作用,避免因忽略周边功能影响而误判街景特征对盗窃犯罪的作用。

  • 地理空间分析综合应用
    刘安琪, 赵婷, 高明星
    地球信息科学学报. 2026, 28(6): 1850-1869. doi: 10.12082/dqxxkx.2026.260053 cstr: 32074.14.dqxxkx.2026.260053

    【目的】全球城市化与生态危机并行背景下,城市发展形态对污染-热-湿复合暴露管控提出差异化需求。传统空间量化评估方法因依赖同质化指标、忽视灰绿空间多维度属性及非线性交互效应,难以精准刻画复合暴露的时空分异与驱动机制。本文旨在构建一套集成形态学空间格局分析(MSPA)、客观赋权(CRITIC)与可解释性机器学习(ML-SHAP)的量化分析框架,系统解析灰绿空间对污染-热-湿复合暴露的调控机制。 【方法】本研究构建涵盖规模、复杂性、连通性与结构完整性4个维度的灰绿空间综合指标体系,将MSPA方法从绿色空间拓展至灰色空间,采用CRITIC客观赋权法替代主观评价,并集成ML-SHAP模型以量化非线性影响、阈值效应及交互作用机制。在此基础上,构建“发展阶段-灰绿空间-季节气候”三维交互分析框架,揭示城市发展阶段转型背景下灰绿空间污染-热-湿复合暴露调控机制的结构性演变规律。 【结果】应用该框架对扩张型资源城市进行实证分析,结果表明:① 该方法能够识别灰绿空间指标的非线性影响规律,建筑覆盖强度呈现S型阈值效应,阈值点由2010年的0.5~1.0个标准差前移至2020年的0.3~0.6个标准差; ② 该方法能够量化绿色空间调控效能的年际质变,夏季由“先正向后负向”转为全程稳定负向,冬季由弱正向转为稳定负向; ③ 该方法能够揭示灰绿空间交互作用的演变特征,灰色指标间的协同推升效应由春季偶发扩展至四季普适,交互强度由0.02~0.10提升至0.05~0.20。上述结果表明,复合暴露的演变由灰绿空间耦合模式而非单一要素决定,其调控本质在于耦合模式与城市发展阶段的动态适配。 【结论】本研究构建的MSPA-CRITIC-ML-SHAP集成方法,突破了传统单要素、线性假设的量化局限,实现了对灰绿空间多维度属性、非线性影响轨迹及交互作用机制的系统刻画,为解析城市生态系统的非线性响应机制提供了可拓展的分析工具,可应用于温室效应、热环境等其他城市生态问题的机制解析。

  • 地理空间分析综合应用
    张灵灵, 李宗霖, 李辉, 张晓霜, 韩国圣
    地球信息科学学报. 2026, 28(6): 1870-1888. doi: 10.12082/dqxxkx.2026.250180 cstr: 32074.14.dqxxkx.2026.250180

    【目的】社交媒体已成为游客分享旅游体验、感知旅游地形象的重要平台。海滨旅游地作为热门旅游目的地类型,其形象的科学挖掘与呈现对目的地高质量发展具有重要意义。现有研究对旅游地形象挖掘多聚焦单一维度分析,缺乏统一的分析框架,且鲜有研究从淡旺季视角开展对比分析,存在明显研究空白。 【方法】本研究基于“认知-情感”模型和网络文本分析法构建了包含数据输入、分析处理、输出结果三大层面的多源社交媒体数据旅游地形象分析框架,明确了文本采集、语义提取、情感识别与结构呈现等技术路径,为旅游地形象的标准化、系统化挖掘提供了可借鉴范式。研究以三亚湾度假区为案例地,选取携程、去哪儿、马蜂窝及微博平台的21 598条有效游客评论为数据来源,运用上述方法开展实证验证,并以淡旺季形象差异为切入点,深入探讨游客对三亚湾度假区的旅游形象感知特征。 【结果】三亚湾度假区旅游形象在淡旺季情境下形成差异化的感知结构与情感取向,旺季游客偏好标志性景观与家庭游等,淡季则侧重休闲消费与深度体验等;情感形象整体积极正面,积极情绪均值达63.3%,显著高于消极情绪均值的15.5%。三亚湾度假区内部存在内部空间异质性,受资源类型与游客预期的共同影响,四大片区构成兼具不同吸引物与体验功能的“微目的地”感知单元。 【结论】本文构建的分析框架能够系统识别旅游地形象的认知要素、情感属性与语义结构,具备良好的可迁移性与可扩展性,可为海量游客文本的动态化形象提取提供规范的技术路径。实证部分进一步揭示了三亚湾旅游形象的季节性差异与空间异质性特征,为海滨旅游地的形象塑造、分区管理与策略优化提供了方法支持与经验参考。

  • 地理空间分析综合应用
    连佳丽, 邬群勇, 尹延中
    地球信息科学学报. 2026, 28(5): 1517-1536. doi: 10.12082/dqxxkx.2026.250507 cstr: 32074.14.dqxxkx.2026.250507

    【目的】 时序节律描绘了人口流动的动态过程,蕴含着更直接的城市功能信息。然而,现有研究多集中于网络特征,对时间序列形态所蕴含的功能信息关注有限,缺乏在时序特征与城市功能类型之间建立系统联系的分析框架。【方法】 本文提出一种“时序特征-网络结构-功能角色”的分析框架,以整体识别城市在全国人口流动网络中的功能与角色。在时序特征层面,基于2022年12月20日—2023年12月20日全国366个城市的日尺度人口净流量时序,将城市划分“先流出后流入型”(Ⅰ类,87城)与“先流入后流出型”(Ⅱ类,279城)两大集群,并识别各集群细分的节律子型及对应的空间格局;在网络结构层面,利用点度中心度衡量城市流动规模,通过加权介数中心性刻画城市在跨区域流动中的中转枢纽能力,构建人口流动网络中心性与连通性的结构性认知;最后,将时序节律特征、网络特征与空间格局联合解释,实现城市功能角色的综合识别。【结果】 全国人口流动网络呈现显著的“核心-边缘”结构,人口流动高度集聚于长三角、珠三角、京津冀与成渝城市群,北京在全国尺度上表现出突出的中转控制能力。从时间节律看,366个城市可划分为两类宏观流动模式,并进一步细分为5类节律子型,其中高频巨幅型城市50个,节假日期间人口流动峰谷差达百万人级;其余中频低幅型(37城)、高频中幅型(106城)、中频中幅型(108城)和中频高幅型(65城)在波动频率与幅度上呈现连续梯度分化。在融合网络结构与时间节律特征的基础上,识别出7类具有明确功能指向的城市人口流动角色,包括在全国或区域尺度承担人口流动组织与调度功能的综合型中心城市、在跨区域流动中发挥关键中转与通道控制作用的交通枢纽型城市,以及以节假日脉冲式流动为主要特征的旅游目的地型城市等。融合结果进一步表明,高频巨幅型城市主要集中于综合型中心与交通枢纽角色,其中39个与国家或区域中心城市定位一致,37个符合全国或国际性交通枢纽规划;同时,珠海、嘉兴、温州等10个未纳入国家级中心或枢纽体系的城市,显示出向国家级中心城市及交通枢纽演化的潜力。【结论】 本研究构建的融合框架实现了对城市功能角色的精准识别,揭示了全国人口流动网络的“核心-边缘”结构与多层级功能分化格局,验证了国家城市体系规划的科学性,同时识别出一批具有潜在重要功能的城市,为城市治理、区域规划及人口政策制定提供了动态视角的决策支撑。

  • 地理空间分析综合应用
    国安东, 岳文泽, 闫庆武, 李蒙蒙, 郑殿元
    地球信息科学学报. 2026, 28(2): 497-512. doi: 10.12082/dqxxkx.2026.250432 cstr: 32074.14.dqxxkx.2026.250432

    【目的】在全球城市化与气候变化的双重胁迫下,极端高温和臭氧污染的协同作用对城市公共健康与可持续发展构成了日趋严峻挑战。然而,现有研究多聚焦于单一环境胁迫,对高温-臭氧复合风险的时空演化规律和形成机制缺乏系统认知,严重制约了城市气候适应性策略的科学制定。【方法】本研究以中国45个主要城市为例,综合气温、臭氧浓度、人口分布和房价等多源数据,刻画2003—2022年城市高温-臭氧复合风险暴露时空格局,并运用基尼系数、泰尔指数等方法,从空间非均衡性与社会公平性两个维度深入探讨其公平性特征,同时采用随机森林方法剖析其复杂的驱动机制。【结果】① 2003—2022年,城市高温风险和高温-臭氧复合风险暴露呈现动态波动特征,而臭氧污染则表现出显著的逐年增长趋势;同时,高复合风险暴露区域主要集聚于北京、上海及广州等核心城市; ② 城市风险暴露存在显著不公平性。臭氧污染暴露多集中于低房价区域,且较多城市中的低收入群体面临不成比例的复合风险胁迫; ③ 不透水地表作为城市各类风险暴露的关键驱动因子,其次为风速、降雨等环境因素,且各影响因子与环境风险暴露之间均呈现显著的非线性阈值效应,尤其在臭氧污染和复合风险中表现突出。【结论】本研究深化了对城市高温和臭氧复合风险演化的科学认知,揭示了其时空动态、环境不公平特征及复杂驱动机制,为制定兼顾气候韧性与环境公平的城市空间治理体系提供决策支持。

  • 地理空间分析综合应用
    王云, 阮俞理, 刘翠善, 王国庆
    地球信息科学学报. 2026, 28(2): 513-528. doi: 10.12082/dqxxkx.2026.250441 cstr: 32074.14.dqxxkx.2026.250441

    【目的】全球气候变化引发长江流域水文干旱事件频发且强度不断增加,严重威胁粮食安全和经济发展。【方法】针对以往研究大多仅考虑气候因子驱动的非平稳干旱过程,忽视了人类活动影响的不足,研究综合考虑以气温、降水为代表的气候变化影响因子和以水库作用为代表的人类活动影响因子对水文干旱的影响。以寸滩、汉口、大通、城陵矶和湖口5个水文站为代表,基于GAMLSS 模型构建以气温、降水和水库指数为协变量的非平稳标准化径流指数(NSRI),采用游程理论进行长江流域的非平稳水文干旱的演变规律及特征分析。【结果】① 长江流域1961—2020年寸滩、汉口、大通、城陵矶和湖口5个水文站径流序列在非汛期1—3月显著增加,汛期9—10月显著减少;1—4月和9—11月径流序列存在显著突变特征,且各月对应的突变开始的年份各不相同; ② NSRI与SRI在时间演变趋势上基本一致,但在干旱强度(特别是极端事件)表征上存在一定差异,整体上验证了GAMLSS模型的合理性; ③ 长江流域水文干旱演变存在显著空间差异性,中上游干旱加剧而下游呈现湿润化现象; ④ NSRI较SRI识别干旱频次略高,平均历时缩短了2.80%~15.25%,干旱烈度略低,表明NSRI对短期干旱的敏感性较高。空间上,不同站点及其控制流域的水文干旱状况对非平稳性的响应存在明显差异。【结论】整体上,长江流域长期水文序列非一致性显著,考虑以气温、降水和水库指数为协变量构建非平稳干旱指数NSRI在揭示长江流域非平稳水文干旱时空变化趋势方面更有优势,研究结果可为长江流域防旱减灾政策提供理论参考。

  • 地理空间分析综合应用
    王丽芳, 范强, 张兵, 相梦雪
    地球信息科学学报. 2026, 28(2): 529-543. doi: 10.12082/dqxxkx.2026 cstr: 32074.14.dqxxkx.2026.250113

    【目的】探究快速城市化背景下城市热岛(UHI)效应的演变机制与调控路径,为城市热环境管控提供科学依据与方法支撑。【方法】针对传统“城乡二分法”在热岛效应空间分异表征中的不足,本研究以郑州市为研究区,结合局地气候区(LCZ)理论、源汇理论与形态空间格局分析,构建了城市热环境评估框架。研究利用2016、2020与2024年的Landsat 8-9遥感影像进行LCZ分类与地表温度(LST)反演,通过分布指数划分热源热汇,并结合形态空间格局分析与连通性分析,识别核心热源热汇区域。通过Stacking集成学习模型确定自然与建设阻力因子的权重,构建累计阻力面,并结合电路理论识别关键廊道与障碍点。【结果】① 2016—2024年,郑州市热源面积占比从29.82%上升至34.95%,核心热源区域面积从460.81 km2增加至666.75 km2,空间分布上呈现向主城区聚集趋势,核心热汇区域从3 025.04 km2缩减至2 672.38 km2,破碎化加剧;② 核心热源区域一级廊道总长度从3.30 km增至7.68 km,核心热汇区域一级廊道总长度从5.27 km减至3.10 km,热汇连通性因核心区域缩减下降;③ 热源障碍点集中于稠密树木(LCZA)区域,热汇障碍点呈全域扩散趋势。【结论】保护和优化热源热汇关键廊道、减少热汇障碍点可有效缓解UHI,研究构建的技术体系可为同类城市热环境调控提供方法参考。

  • 地理空间分析综合应用
    刘敏, 张林, 秦雅静, 李亚涛, 曾凯, 陈鑫, 项广鑫, 梁翔旻, 李家宝
    地球信息科学学报. 2025, 27(12): 3013-3030. doi: 10.12082/dqxxkx.2025.250255 cstr: 32074.14.dqxxkx.2025.250255

    【目的】乡村广场作为广大乡村地区公共服务设施的重要组成部分,在规划建设中存在布局不合理、尺度过大、违法占用耕地等突出问题。目前乡村广场的选址布局研究大多仅关注其布局原则和策略,亟需构建一套科学合理的乡村广场选址布局模型及优化求解方法。【方法】本文基于经典的CFLP模型,构建了包含总旅行成本、远距离旅行成本及建设成本等因素的 3个目标函数,以及有效覆盖率、乡村广场面积、人均广场占有面积等5个约束条件的多目标优化选址数学模型,该模型具有非线性、非凸的含复杂空间耦合特征。为提高局部搜索性能和收敛性,本文对NSGA-Ⅱ算法在初始值的设置、邻域变异算子设计以及混合精英策略等方面进行了优化改进,形成了兼具全局搜索和局部搜索,并实现快速收敛的NSGA-II-N多目标优化求解模型。【结果】通过湘阴县大中村乡村广场规划布局的实例验证,对比分析了不同选址数量下全局解集中对应的有效覆盖率、总旅行成本、远距离旅行成本、建设成本等目标参数之间的相关关系;其中有效覆盖率与总旅行成本之间基本呈线性相关,总旅行成本越高,有效覆盖率越低,确定系数(R2)为0.739;有效覆盖率与建设成本之间表现为近似对数相关性,确定系数(R2)高达0.789,表现为前期加大建设投入、增加广场数量可以快速提升有效覆盖率,但后期继续增加建设投入、增加广场数量对有效覆盖率的提升效果有限;远距离旅行成本与有效覆盖率整体上呈负相关,当新增乡村广场数量为低于10处时,远距离旅行成本显著增大,部分方案超过125 km。通过与NSGA-II、NSGA-III等模型对比发现,NSGA-II-N模型的建设成本中位数仅为76.98,IQR仅为12.13,显著低于NSGA-II、NSGA-III、SPEA2模型,解集显著集中且收敛;在解的多样性方面,NSGA-II-N优于MOEA/D模型。由于NSGA-II-N模型同时兼顾了多个目标,其优化结果在保持对应经典区位问题的优化参数相当的效果同时,对其他参数的优化效果上明显优于对应的经典区位问题。【结论】 NSGA-II-N模型能够有效地平衡建设成本、运行效率与公平性指标,实现了建设成本、总旅行成本、远距离旅行成本以及有效覆盖率等多个因素综合优化,为乡村广场及其他公共服务设施的选址布局提供了科学依据。

  • 地理空间分析综合应用
    陈晓卫, 朱佳敏, 刘玉晨
    地球信息科学学报. 2025, 27(11): 2770-2787. doi: 10.12082/dqxxkx.2025.250138 cstr: 32074.14.dqxxkx.2025.250138

    【目的】针对历史文化街区街道空间品质评价中数据采集困难、量化维度单一等问题,本研究以郴州市裕后街为实验区域,提出了一套可量化的历史街区街道空间品质评价方法。【方法】研究从步行通达性、安全便捷性、视觉舒适性3个维度构建了包含文化层面的17个指标评价模型,针对狭窄街巷空间的数据采集困难,地图平台数据覆盖不全的问题,创新性地采用自采集街景,即人工模拟游客行进路径采集街景图像,确保对狭窄样本街道的适用性,并运用全卷积神经网络语义分割和ArcGIS空间可视化,实现对街道空间品质的量化评估。【结果】 ① 自采集街景图片能够有效覆盖包括狭窄街巷的空间街景,且拍摄更贴近行人视角,符合实验数据需求。② 街景图片结合语义分割和数据可视化可精确定位各街道指标数据及空间品质等级结果,验证发现案例地街道品质梯度分布特征显著,且具有明显的空间分异性。③ 该方法构建了从街景数据采集到空间品质评价的完整技术框架,实现了街道环境多维度指标的量化分析与可视化呈现,为历史街区精细化更新提供了数据支撑和决策依据。【结论】 ① 本研究结合人工街景采集方法创新提出了针对历史街区的“人工采集街景图像-全卷积网络语义分割-ArcGIS空间可视化”的技术路径,有效解决了狭窄历史街巷的数据采集难题,为小尺度建成环境研究提供了可推广的技术方案。 ② 构建了针对历史文化街区的评价体系,将“文化视觉识别度”“传统业态占比”等软性指标纳入量化体系,为同类街区的品质研究提供了量化分析方法。

  • 地理空间分析综合应用
    柳林, 郑森林, 肖露子
    地球信息科学学报. 2025, 27(9): 2268-2282. doi: 10.12082/dqxxkx.2025.250266 cstr: 32074.14.dqxxkx.2025.250266

    【目的】在中国快速城市化进程中,人口流动性增强,不同户籍犯罪者作案地选择的空间分布差异日益受到关注。但已有研究主要关注本地与外地犯罪者的差异,未能对本地犯罪者进一步细分。本研究旨在将本地犯罪者进行区分——“人户一致”的本地犯罪者与“市内人户分离”的本地犯罪者,揭示不同户籍类型街面盗窃者的犯罪率差异,探究其作案地选择空间分布特征及其影响因素。【方法】本研究以中国ZG市为例,结合犯罪数据、人口普查数据、POI数据、手机信令数据及遥感影像数据,将犯罪者细分为3类:人户一致街面盗窃者、市内人户分离街面盗窃者和外地街面盗窃者,利用核密度估计法和离散选择模型解释不同户籍类型街面盗窃者作案地选择的差异。【结果】① 外地户籍街面盗窃者占同类户籍居民的比例最高,其次是市内人户分离群体,再次是人户一致群体。 ② 人户一致街面盗窃者平均出行距离最远,其次是市内人户分离街面盗窃者,最后是外地街面盗窃者。 ③ 3类街面盗窃者作案热点均在环城高速以内,但仍存在显著的空间差异。人户一致街面盗窃者倾向在老城区作案;市内人户分离街面盗窃者倾向于老城区和中央商务区;外地街面盗窃者的作案地偏向于中央商务区。 ④ 作案地选择偏好呈现户籍差异。关键发现是外来人口比例的影响因街面盗窃者户籍类型而异:对外地街面盗窃者呈正向影响,对市内人户分离街面盗窃者的影响不显著,但对人户一致街面盗窃者则呈负向影响。其他差异具体表现为:人户一致街面盗窃者倾向于避开本科率高的社区,城中村、医院和公交站对其有显著正向影响;老年人口比例高和工厂对市内人户分离街面盗窃者有显著正向影响;老年人口比例、城中村和工厂对外地街面盗窃者有显著正向影响。【结论】本研究通过细分本地街面盗窃者,发现不同户籍街面盗窃者的作案地选择空间分布及其影响因素存在差异,为城市安全规划的优化、执法效率提升以及针对性犯罪预防措施的制定提供了科学依据。

  • 地理空间分析综合应用
    朱珊, 侯西勇, 王晓利, 张雪莹, 刘凯, 宋洁
    地球信息科学学报. 2025, 27(8): 1952-1964. doi: 10.12082/dqxxkx.2025.240702 cstr: 32074.14.dqxxkx.2025.240702

    【目的】土地利用/覆盖是影响地表环境与生态过程的关键因素,其中建设用地作为主要的人工地表覆盖类型,其扩张对区域生态系统产生显著影响,因此成为多学科关注的焦点。本文旨在获取更高精度的建设用地空间分布信息,通过评估与融合多源土地利用/覆盖数据,提升建设用地分类准确性,为区域可持续发展研究提供数据支持。【方法】以环渤海地区为实验区域,选取国内外7种中高分辨率土地利用/覆盖数据产品,基于建设用地总面积和空间格局对比分析,筛选出5套数据(ESA2020、CoLUCC2020、GlobeLand2020、CLCD2023、GLC_FCS2022)进行后续评估与融合。采用一致性分析方法评估各数据集的建设用地分类效果,并结合多指标评价与阈值截取方法进行数据融合。【结果】ESA2020、CoLUCC2020、GlobeLand2020和GLC_FCS2022在建设用地分类中表现较好,而CLCD2023略显不足。融合结果的总体精度达93.51%,Kappa系数为0.745 5,较单一数据产品均有提升。【结论】本文提出的融合方法有效弥补了单一数据的局限性,为区域土地利用/覆盖数据产品的融合应用提供方法基础,同时也为环渤海地区的可持续发展等相关研究提供了数据支持。

  • 地理空间分析综合应用
    王毅, 徐轶嵩, 唐佳渝, 赵华森, 黄风华
    地球信息科学学报. 2025, 27(8): 1965-1982. doi: 10.12082/dqxxkx.2025.250174 cstr: 32074.14.dqxxkx.2025.250174

    【目的】探究2022年长江流域严重干旱与库区局部强降水事件构成的复合型极端天气下三峡库区滑坡的时空演化特征及其驱动机制,弥补现有研究对极端气候下滑坡灾害演化认知的不足。【方法】以秭归-奉节段为研究区,根据库水位变化周期与范围划分正常天气(2020年7月-2022年7月)和极端天气(2022年7月—2023年9月) 2个时段,基于哨兵1号(Sentinel-1)SAR数据,采用小基线集(SBAS)InSAR技术监测地表形变并识别活动滑坡,结合信息量模型开展滑坡易发性动态评价,对比分析滑坡演化特征与驱动机制。【结果】① 共识别出136处活动滑坡,最易发育滑坡的地貌条件包括坡度10°~30°、坡向东南至西北、高程100~400 m、距河流小于200 m、主要分布在碎屑岩、碳酸盐岩与碎屑岩组,且多位于距道路小于100 m的雨养耕地;② 证实将InSAR技术与传统滑坡易发性评价模型相结合可实现随InSAR形变数据同步更新易发性评价,及时响应滑坡演化状态; ③ 极端天气条件下,研究区的滑坡隐患显著加剧,而三峡水库的较低水位运行对库岸稳定性无明显的负面影响;④ 降水是滑坡易发性动态演化的核心驱动因子,岩性不同的区域易发性对降水的响应存在显著差异。【结论】通过融合SBAS-InSAR时序形变监测与信息量模型,揭示了极端天气下滑坡风险的时空变异特征,弥补了现有研究中对三峡库区滑坡演化在极端气候条件下认知的不足,为滑坡灾害的监测、预警与科学管理提供了重要依据。

  • 地理空间分析综合应用
    孙宝娣, 陈柯颖, 陈赵慧, 王纯, 燕玉玺, 唐敬超, 刘亦枫
    地球信息科学学报. 2025, 27(7): 1671-1686. doi: 10.12082/dqxxkx.2025.250058 cstr: 32074.14.dqxxkx.2025.250058
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    【意义】社区作为城市基本构成单元,碳排放水平和精确核算直接影响着建筑行业整体减排成效,本文梳理了目前碳核算主要方法及其优劣,提出了基于数字孪生技术提升社区碳核算精确性和全面性的新思路。【进展】本文首先介绍3种传统碳核算方法—碳排放因子法、质量平衡法和实测法及其应用情况,梳理适用于社区尺度碳核算的数字孪生技术,主要包括建筑信息模型BIM、地理信息系统GIS和物联网IoT技术;本文分析了 ① 拓展基于数字孪生技术碳核算的覆盖面至社区层次,② 加强多项数字孪生技术的融合互联程度,③ 建立基于数字孪生技术的社区碳核算体系3个方面发展趋势;提出集成BIM、GIS和IoT 3种成熟技术并搭建基于城市信息模型CIM社区碳排放体系的广阔前景。【展望】未来,应用数字孪生技术可实现“不同尺度”和“不同地域环境”社区精准碳核算、碳排量预测、减碳路径制定、以及进行评估与反馈。同时随着AI技术发展,未来有望将城市信息模型CIM社区碳核算单元与AI智能体整合,充分发挥大数据、大模型和大算力优势,从而构建智慧城市智能化社区碳核算体系。

  • 地理空间分析综合应用
    胡胜, 王振华, 邢汉发, 刘文凯, 刘烨菲, 李家驹, 张冠衡
    地球信息科学学报. 2025, 27(7): 1687-1703. doi: 10.12082/dqxxkx.2025.250064 cstr: 32074.14.dqxxkx.2025.250064

    【目的】本文旨在研究中国城市路网形态与道路交通碳排放之间的关系及其影响机制。随着交通运输业的快速发展,道路交通碳排放(RTCE)已成为我国碳排放的重要组成部分。深入分析路网形态对道路交通碳排放的影响,对于实现碳达峰和碳中和目标具有重要意义。【方法】本文以中国302个城市功能区域为研究对象,基于城市路网、道路交通碳排放网格数据、人口和GDP网格数据,采用多尺度地理加权回归模型(MGWR)和SHAP机器学习方法,从道路等级分布、交通网络密集度和交通网络结构3个维度量化路网形态,并分析其对道路交通碳排放的影响机制。【结果】① 道路交通碳排放的空间分布呈现以京津冀(1 003.604 t/km2)、长三角(849.074 t/km2)、珠三角(1 615.291 t/km2)及省会城市(1 168.886 t/km2)为中心向周边递减的多中心分布格局,东部地区高于中西部地区。路网形态的空间分布特征中,交通网络密集度和道路等级分布与RTCE的分布特征类似,南方地区道路方向丰富度(RDR)较高,北方地区道路网格系数(GC)较高; ② 路网形态对道路交通碳排放的影响具有显著的空间异质性。例如,路网密度(RND)对珠三角地区的影响更为显著(0.636),道路方向丰富度(RDR)对长三角地区的影响更为显著(0.259)。此外,不同路网形态指标对各地区道路交通碳排放的影响程度具有显著差异; ③ 路网形态对道路交通碳排放具有空间非平稳性和非线性影响。例如, RND的带宽仅为45,而RCR的带宽为215,表明不同路网形态特征对道路交通碳排放的空间影响尺度不同。在考虑非线性影响的机器学习SHAP分析中, RND是对道路交通碳排放影响的最重要特征。【结论】本文通过MGWR模型和SHAP方法,揭示了路网形态对道路交通碳排放的空间非平稳性和非线性影响机制。研究结果表明,不同区域的路网形态特征对道路交通碳排放的影响存在显著差异,这种差异不仅体现在空间分布上,还体现在影响机制上。因此,在制定低碳路网规划时,需要充分考虑路网形态的空间异质性、非平稳性和非线性特征,从“密度-等级-结构”多维特征视角进行综合分析,以实现城市交通的低碳发展。这些发现为城市交通规划和低碳发展提供了科学依据,对实现可持续城市发展、改善交通效率和提高居民生活质量具有重要意义。

  • 地理空间分析综合应用
    李宇昂, 周亮, 孙钦珂, 王少华, 黄春林
    地球信息科学学报. 2025, 27(7): 1704-1720. doi: 10.12082/dqxxkx.2025.250143 cstr: 32074.14.dqxxkx.2025

    【目的】城市三维增长与文化古迹保护之间的冲突矛盾给可持续发展带来了挑战。开展古迹保护约束下城市三维空间增长模拟,可以为城市空间布局优化、遗址管控与治理以及可持续发展目标的实现提供有效空间决策支持。然而,当前顾及古迹保护的城市三维增长情景模拟研究较少。【方法】本文构建了一个三维分区GA-CA-Markov模型,以西安都市圈为研究区,首先,利用分区GA-CA-Markov模型预测古遗迹约束条件下的城市水平增长3种情景,其次,基于随机森林模型对新增建设用地进行城市功能类型分类,并采用LightGBM模型预测各功能区的建筑高度,从而预测古遗迹保护约束下城市三维空间增长。【结果】结果显示:① 三维分区GA-CA-Markov模型能够有效模拟古迹约束下城市增长格局,城市水平增长模拟的总体精度达到89.65%, FoM系数达到0.274 0,建筑高度均方根误差在1.7~2.8 m之间。 ② 古迹保护情景下,新增建设用地以住宅与公共服务用地为主,并呈现跳跃式与边缘式增长,整体形成低密度的有序扩张格局;新增建筑高度受到严格控制,以中低层建筑为主,通过限制垂直发展有效协调了城市扩张与古迹保护之间的关系。 ③ 古迹周边0.5 km的住宅和公共服务用地建筑高度受到了显著控制,有效维护了城市景观的整体协调性。【结论】三维分区GA-CA-Markov模型可广泛应用于古城的三维空间精细模拟与预测,为城市古迹保护和空间治理提供科学依据。

  • 地理空间分析综合应用
    李照航, 邢倩, 郭风华, 李仁杰
    地球信息科学学报. 2025, 27(7): 1721-1737. doi: 10.12082/dqxxkx.2025.250104 cstr: 32074.14.dqxxkx.2025.250104

    【目的】国家文化公园建设背景下,长城、大运河等线性文化遗产本体上的旅游与游憩活动正在迅速拓展至沿线的带状区域,国家文化公园的景观规划设计就需要从资源价值角度回答“在哪儿能看见景观”的问题,其关键在于有效解决大规模文化遗产视觉感知研究中存在的景观多维语义表达不充分和可视计算量大的问题。【方法】本文基于格式塔理论,综合大型线性文化遗产景观蕴含的系统层级、空间结构、历史功能及形态美学等多维语义,设计了景观语义特征点自动提取与可视区位计算方法。首先,遵循突出线性文化遗产景观意义和视觉价值的原则,将遗产景观抽象概括为一组包含景观语义信息的特征点;其次,基于景观语义特征点计算可视区位,并选用NetCDF多维数据格式将可视计算结果与景观语义特征点集成组织存储,以特征点为纽带将景观多维语义与可视区位一体化表达;进而,通过可视区位挖掘方法,实现对于景观语义的“概括—表征—还原”过程;【结果】选取京津冀行政区范围内的明代长城遗产进行实证研究,基于DEM和文物普查等基础数据共提取出53 454个特征点,并进行了可视区位计算与组织,实地验证可视区位的特征点数量和内容吻合度平均值分别为76.37%和70.69%,表明方法能够快速提取表征大规模遗产景观语义的特征点,可视区位计算结果具有较高可信度,基于特征点的可视区位信息挖掘能够寻找特定区位上的可视景观语义和感知特定景观语义的优质可视区位,实现景观语义和可视区位的双向查询。【结论】多维语义特征点提取与景观可视区位计算方法可以为大尺度文化遗产可视分析研究和景观视觉价值挖掘提供方法和思路。