“可持续社会指数”的研究综述与展望

正确评价和监测区域可持续发展水平,是实现2030年可持续发展目标的关键参考.随着观测手段和计算机技术的蓬勃发展,以指标观测和指数表达为基础的“指标时代”的到来为研究区域可持续发展水平提供了一个思路.“可持续社会指数”是全要素的综合评价,可以综合衡量国家尺度的可持续发展程度,并长期监测.从理论研究、指标框架和方法论的角度详细介绍了“可持续社会指数”,从对“可持续社会指数”的指标选取和指数计算方面的局限和改进两个方面,对其相关研究进行综合梳理.最后,提出了未来可能应用的研究方向.     

地理时空三向聚类分析方法的构建与实践

随着地理数据获取能力的不断提升,地理数据体量呈指数增长,数据种类、数据性质更加多元化。对数据的有效甄别和归类成为理解地理现象时空特征、演化过程和行为机制的关键。传统聚类方法面临数据体量大、维数高、质量差的挑战,加之对地理空间与时间关联分析的需求,对聚类方法改进和提升研究的要求越来越迫切。本文介绍了从单向到三向聚类构建思路的变革。单向聚类是仅在样本或属性方向上进行聚类,易忽视非常相似的局部特征、易犯“横看成岭侧成峰”的错误。双向聚类是基于数据矩阵内元素值的相似性,形成一个子矩阵分割方案,使子矩阵内元素相似度尽可能高,子矩阵间元素相似度尽可能低,从而实现行列两方向的同时聚类,避免了单向聚类的不足。鉴于双向聚类难以满足地理研究超出双向的解译需求,本文提出并研发了一个全新的三向聚类方法,给出了运用该方法开展地理时空格局过程探测的流程,总结了如何根据研究涉及的“空间—时间—尺度—属性”构建三维数据体;最后,展示了三向聚类的地理实践案例。结果表明：① 三向聚类是一种大数据时代探测地理数据时空分异规律的有效方法,可以解决数据维度高、质量低等问题;② 面对不同的地理问题,三向聚类在算法层面上是通用的,不同之处仅在于：根据不同问题涉及的空间、时间、尺度、属性的不同,构建不同的数据体;不同数据体聚类得到的不同结果回答不同的地理问题;③ 三向聚类可以实现地理数据的时空分异规律多方向、多尺度、多层次的联合解译,揭示地理特征时空尺度叠加效应。最后,论文强调根据地理问题组织数据的重要性,期待未来能够提升三向聚类在多空间尺度、多属性方面的地理研究实践。     

耦合高维排序权和对偶线性规划的综合指数算法

区域可持续与高质量发展需定期监测并科学评估。综合指数评价是应用最为广泛、信息传输效率最高的评估方法。该方法将表征区域发展质量不同侧面的系列指标加权聚合为单个指数,其核心是采用或客观或主观的方式确权。客观确权基于指标的数值统计特性实现,故权重值随指标值而改变,实非“客观”;主观确权能反映决策者智慧,但指标过多时难以实现。学界新提出的基于耦合排序权和熵权法的综合指标法允许决策者确权时仅给出权重排序,但仅支持低维情况（限制为3个指标）。本文在其基础上,借助对偶线性规划推导,使其适用性不再受限于指标数（即实现高维排序权）。同时,对指标的聚合方式进行修改,扩大了算法的适用范围;对熵权法的使用进行修正,增强了算法结果的可解译性。基于推导结果,本文进一步发展出单排序、复排序、全排序3种不同模式下的综合指数计算方法,以满足决策者主观性强、弱、无等不同情况。最后,将算法用于全球可持续发展格局的时空评价分析。本文新发展的算法同时适用于高低不同维度的指数聚合、可兼顾决策者不同层次的主观参与度,具有较强的普适性。     

顾及开发强度的长江中下游土地变化模拟及规划对策

土地变化模拟能够判断不同规划政策对当前土地空间格局的影响.传统土地变化模拟侧重于从土地利用/覆盖类型预测土地变化情况,较少关注土地的开发强度.本文以长江中下游为例,在土地利用/覆盖的基础上构建一套考虑开发强度的土地系统,聚焦长江中下游价值突出的两种土地类型提供的服务,在共享社会经济路径下实现同时满足两种土地服务需求的土地变化模拟,并对结果进行对比分析.模拟结果显示,未来人口增加会使当前建设用地面积扩张,向着更加集约的方向变化;同时,人口的增加会带来粮食需求,农业用地中开发强度最高的高利用率耕地面积扩张.模拟结果可为区域规划提供对策和建议.     

一种基于曲率的线状目标简化算法

线要素是GIS中常见的数据类型,其抽稀简化算法在尺度变换、制图综合等领域应用广泛.文章介绍了SimpliPoly算法的具体原理,并在实现该算法的基础上,研究了SimpliPoly算法应用过程中的关键问题:阀值确定与三维扩展;提出了快速确定阀值组合的方法,并将该算法扩展至三维线状目标简化.结果表明,阀值组合确定方法快速、有效,三维扩展方法简单、实用,在三维空间中延续了二维SimpliPoly算法的优点.     

微信公众平台及移动位置服务的旅游应用模式

针对传统旅游服务模式存在信息获取被动、信息更新滞后、影响了用户体验的问题,探究了基于微信公众平台的旅游应用服务模式,并基于HTML+Eclipse+Tomcat完成了校园旅游服务应用的开发。该公众号能够为游客提供多种GIS基本功能,包括地图浏览、地图搜索和路径查询功能等,同时还可以根据用户所在位置主动提示距离用户最近的3家餐厅及相关信息。通过问卷调研发现,该服务能够基本满足用户需求,为用户带来了良好的旅游体验。     

耦合视角下甘肃省县域乡村“三生”功能协调度的时空跃迁特征与影响因素

探究乡村“三生”功能协同发展水平,揭示其演化进程中耦合协同关系的时空跃迁特征及影响因素,将有利于优化乡村地域功能空间格局及开创新时代乡村发展新局面。基于1998—2020年甘肃省86个县域研究单元,构建乡村生产-生活-生态功能综合评价指标体系,运用耦合协调度模型、LISA时间路径、LISA时空跃迁及参数最优地理探测器等方法,探究县域乡村“三生”功能耦合协调发展水平、时空跃迁特征及影响因素。结果表明：(1)县域乡村“三生”功能耦合协调度总体上呈现出不断增长的发展态势,逐步向良性、有序方向不断迈进,但耦合协调度数值整体较低且发展速度相对较为缓慢。2013年后耦合协调状态由严重失调状态转为基本失调状态的县域比例快速增加。(2)整体来看,全省中间区域县域乡村“三生”功能耦合协调度的局部空间结构更加具有稳定性,而陇东南地区和酒泉市县域空间结构更加具有动态性。LISA时间路径弯曲度呈现西北地区向东南地区增大趋势。各县域研究单元耦合协调度的局部空间关联格局保持较为稳定,其时空跃迁具有相对较强的路径锁定。(3)经济发展对耦合协调度提升具有重要影响作用,城镇辐射对耦合协调度的提升具有明显促进作用。经济发...     

多目标优化NSGA系列算法与地理决策：原理、现状与展望

地理学正在经历“剧变”时代,愈发强调决策支持。地理决策过程中往往涉及众多因素,需要通盘考量不同因素、权衡利弊,并提出最优方案,是典型的多目标优化过程。数学领域的多目标优化算法因而在地理决策中具有广阔的应用潜力和重要意义,其最新进展是地理学中新方法、新工具的重要来源。本文综述了多目标优化领域最前沿、最流行的算法代表“非支配排序遗传系列算法”（Nondominated Sorting Genetic Algorithms,NSGAs）,对其三代不同算法的原理、适用性进行对比,并综述了这些算法在地理决策领域的应用现状、改进方法、问题与局限。研究发现：在三代算法中,NSGA-Ⅱ因其在计算复杂性和使用场景方面的优势在地理决策中最为流行;NSGA-Ⅲ对建模要求较高,尚未得到广泛关注。在地理决策的各领域中,水资源管理领域是NSGA算法应用最多、最成熟的领域,该领域的问题建模和在NSGA算法中融入局部搜索的经验值得其它领域借鉴和推广;土地利用规划领域提出了较多的NSGA改进算法,为更好地融合NSGA算法进行地理决策树立了典范。未来研究中,可通过凝练行业共性问题、构建通用优化模型降低NSGA算法的应用门...     

理解地理“耦合”实现地理“集成”

“耦合”作为物理学的经典概念,为许多学科提供了一套阐述多主体相互作用的思路和方法。“集成”不是来自特定学科,但因其高度的概括能力被广泛应用于自然和人文科学领域。地球科学是应用这两个概念最多的学科之一。地理学作为自然与人文交叉学科,具有区域性、综合性和复杂性特征。在使用耦合概念时,不同地理分支具有不同的理解,为此,地理学者有必要明确界定不同学科、不同情景下耦合概念的内涵,从而更准确地探索陆地表层格局、过程和机制。首先,从地理要素耦合、地理空间耦合、地理界面耦合、地理空间尺度耦合、地理关系耦合、地理耦合解译六个方面,对地理耦合的内涵进行全面解析和界定,并给出了相应的研究实践案例。其次,从地理学的视角认识理解集成,并以“黑河流域生态—水文集成研究”重大研究计划的地理实践为例,介绍实现地理集成的基本路径。最后,提出理解地理“耦合”与实现地理“集成”之间的联系。     

地图信息论:从狭义到广义的发展回顾

地图是人类认识客观世界的有力工具。地图的核心功能是传输空间信息。自20世纪60年代源自通信领域的信息论被引入地图信息度量.现代地图学已经发展了一个崭新的研究领域——地图信息论。本文旨在对近50年来地图信息论的发展历程进行回顾,论述从狭义到广义地图信息论的基本概念、研究进展及应用领域,最后对地图信息论的发展进行了展望。