1978年以来中国城市地理研究进展

以国内出版的专著和重要学术期刊发表的学术论文为资料基础,运用文献计量学方法,对1978年改革开放30多年来中国城市地理的研究进展进行了总结。研究发现：中国城市地理研究总体上日益繁荣,研究内容不断拓展和深化,研究方法逐步走向“科学化”和“规范化”,研究的空间尺度总体上“由大向小”转变,研究视角向多样化转变;国家政策和城市热点问题对研究内容具有重要影响,西方理论和流派对研究视角具有重要影响;基础研究与应用研究并重是重要特色,城市化与城市体系是重要的研究主题。建议在未来的研究中培养全球化视野,批判性地引进西方理论,加强理论创新、科学规范、跨学科交叉与新方法引进。     

“千年运河”品牌基因谱系识别与空间分异研究

“千年运河”品牌基因是“千年运河”国家文化旅游品牌塑造和发展的灵魂。本文以中国大运河沿线35个地级及以上城市为研究对象,运用共词分析法,从与大运河相关的网络游记中识别和提取“千年运河”品牌基因谱系。并运用基于机器学习的地理分区方法,进一步分析了“千年运河”品牌基因的空间分异特征。研究结果： ① 构建了由2个基因类别、4个基因维度和14个基因子维度组成的“千年运河”品牌基因识别框架。② 运河核心基因和运河衍生基因主要分布在京杭大运河沿线,隋唐大运河尤其是卫河河段沿线城市的边缘关联基因分布较多。③ 根据“千年运河”品牌基因的分布特征,可将运河沿线城市划分为6类地理区域,每类地理分区中的主导基因、功能定位不同。研究结果为“千年运河”国家文旅品牌塑造与发展提供参考,也为大运河文化遗产完整性保护与传承提供了新的切入点。     

国外乡村地理关系研究范式进展与启示

随着区域一体化政策和信息、交通等设施的推进,乡村地区被纳入更为广泛的要素流通与经济过程中,乡村地区被内、外经济社会多重联系重新定义。论文通过回顾西方发达国家乡村地理关系范式研究进展,重点探讨了乡村地区能否通过加强外向联系来削弱其地理区位边缘性这一核心问题,同时探讨了关系研究范式在中国乡村地理研究中的适用性,并试图构建起适应中国国情的乡村关系地理研究框架。西方乡村地理学者提出了关系的研究范式以适应乡村地区新的发展背景,在关系视角的研究语境中,社会经济活动中的参与主体被当作真正的研究对象,关注参与主体间各类“流”要素及其关系;同时,距离的概念被重新定义,地理空间呈现虚、实交互的特征,关系距离是对基于位空间的乡村研究的补充;此外,关系资本、弱关系和嵌入性等“关系”概念重新定义了乡村社会经济的作用过程。研究发现,地理区位与地方性特征仍然是乡村产业发展及参与外部竞争最重要的资本,但以通信、交通等设施为代表的“硬”环境的改善对弥补乡村区位劣势的边际效益逐渐降低。因而现阶段乡村振兴战略的推进需要从制度空间、学习空间、“非正式”社交网络等“软”环境的建设着手,促进信息、技术和资本等“流”要素的移动,进而推动乡村产业和功能的发展。     

地理媒介与第三空间：西方媒介与传播地理学研究进展

随着近年地理媒介逐渐兴起,城市公共空间和私人生活空间中的生产与消费过程、技术物品与符号表征之间的界限日益模糊,地理学中早先存在的“虚拟/实体”二元论亟需理论革新。作为媒介研究的“空间转向”与地理学研究的“传播转向”的产物,媒介与传播地理学的发展蕴含突破二元论的张力。论文梳理了西方媒介与传播地理学的核心概念、主要议题和研究框架,以期促进国内地理学与媒介传播学者的学术对话,扩展中国人文地理学的研究领域。西方媒介与传播地理学建立在后现代和后人类思潮影响下的动态关系性媒介与空间观之上,以纹理(texture)、移动性、物质性和具身性为核心概念。既有议题主要聚焦于数字媒介与后人类媒介空间性,数字媒介表征和算法逻辑支配下的混合空间政治,以及移动媒介带来的混合空间体验。论文借用“第三空间”概念,将其作为媒介与传播地理学超越原有二元论的潜在方向,并认为物质性和具身性构成了媒介与空间的本体论联结之处,促进国内跨学科的“媒介—空间”理论建构,为媒介城市发展与建设提供理论参考。     

水文地理研究发展若干问题商榷

水问题研究一直是我们国家最重要的课题之一,关系到社会稳定、民生福祉、经济发展等一系列国家重大需求。水文地理是水文学与地理学交叉学科,主要采用地理学原理、观点和方法。陆地表层系统的提出对水文地理的系统性研究具有重要的启发作用。首先,对水文地理学的交叉关联、研究内容、全球水系统和生态水文研究的兴起进行阐述;其次,在总结陆地表层系统论思想的主要倡导者及其观点后,讨论了地理研究综合性和区域性的关系,提出综合性、区域性和时空动态过程机理等“三性”应是水文地理系统的研究思想;再次,基于学科基础理论的扩展,给出深化水文地理时空动态过程机理的系统科学技术的几个案例;最后,讨论了中国水文地理研究的几个重点发展方向,主要包括气候变化与人类活动对水循环过程的影响、生态水文四大平衡动态演变过程机理、水资源可再生性维护、“蓝绿水”的认知意义、水文地理区划与制图技术及智能技术等。     

体制与认同：高校地理院系调整的启示

地理院系调整研究旨在通过对地理学认同产生不利影响的高校地理院系调整的解析,揭示地理学发展存在的学科与体制认同问题。基于对高校地理院系调整的回顾,分析地理院系调整的原因及影响,并结合当前地理院系发展态势阐明其启示。结果显示：学科认同与院系调整互为关联,尽管地理院系调整导致的解体并不表明地理学的终结,一般意义的调整也存在积极影响,但不同类型地理院系调整对地理学（特别是人文地理学）学科认同的不利影响仍然明显,并影响着体制层面的学科再生产。地理院系调整的发生是多因素共同影响的结果,复杂多样的因素及其影响表明地理院系面临竞争,需要地理学者既“正名”（塑造科学性、统一性的学科形象）又“指实”（完整的院系体制建设）;既“向内”（地理院系及地理学家的努力）又“向外”（维护地理学及地理院系的完整性认同）的集体努力,在强化地理学综合性基础上形成“多轨发展”机制,强化地理学学科与体制认同。“跨学科典范”的塑造或许是当前地理院系应努力的现实目标。     

经济全球化变革下的世界经济地理与中国角色

经济全球化浪潮下的世界经济地理格局和中国角色演变一直以来都是学术界关注的热点问题,然而当前学界偏重从国家经济模式和国际贸易角度来解释这种格局的变化,而较为缺乏基于生产组织视角的经济地理解释。因此,本文从经济地理视角出发,解析经济全球化浪潮下世界经济地理格局变动与中国角色的演变。本文揭示了在三次全球化浪潮的冲击下,世界经济地理格局从“核心—边缘”到“链式重构”再到“网络不均衡”的演变过程,以及经济全球化的驱动力如何从“贸易全球化”转变为“生产全球化”,继而朝“多元全球化”演进。本文还论述了中国如何通过战略耦合模式的动态调整实现从经济全球化的参与者到变革者的转变。本文认为这种角色转变,改变了西方发达经济体对后发经济体的预设发展路径,以及经典的产业梯度转移理论所预测的空间秩序,为全球化格局的变动带来新的重构动力与可能。最后,本文结合此次新型冠状病毒肺炎疫情全球爆发带来的影响对未来经济全球化发展存在的可能路径进行分析,并从经济地理学视角为中国未来经济全球化发展道路选择提供了参考建议。     

全球城市知识合作网络演化的结构特征与驱动因素

以Web of Science合著论文数据为基础,参照以高端生产性服务业为对象的世界城市网络系列研究选取全球526个主要城市,借助空间分析和网络分析,分析全球城市知识合作网络演化的结构特征和驱动因素。结果显示：① 空间结构方面,“头部”城市格局稳定,欧美城市垄断明显;城市在全球知识合作网络与全球高端生产性服务网络中的空间分布存在差异;全球城市知识合作网络在不同地理尺度上均呈现出非均衡特征,网络重心有显著的东移和南移趋势。② 拓扑特征方面,全球城市知识合作网络的规模、密度和连通性不断增强;网络呈现出显著的“小世界性”和“无标度性”、“核心-边缘”结构和“社群”结构;不同城市在网络中发挥着不同的“全球功能”和“国家功能”。③ 驱动因素方面,全球城市知识合作网络的演化由内生和外生驱动因素共同作用。其中,内生驱动因素包括当代知识创新范式的转变、知识创新过程的非线性演进、知识组合的特定方式、合作对象择取的“偏好依附”以及维持合作关系的“社会纽带”;外生驱动因素包括地理邻近、国家边界、区域协定以及殖民历史。     

京津冀地区经济增长相对衰落的创新地理基础

如何提高创新效率以促进京津冀地区经济发展由相对衰落转向相对兴旺进而带动北方腹地发展,是新发展阶段深入推进京津冀协同发展面临的重大问题。针对这一问题,本文在指出创新相对无效率是京津冀地区经济相对衰落关键的基础上,基于“密度、距离、分割、异质”（“4D”）框架,从经验上论证了京津冀地区创新地理相对无效率是其创新相对无效率的根源,提出了重塑京津冀地区创新地理的战略主张。首先,分析京津冀地区与长三角、粤港澳的经济效率、创新竞争力和创新效率演变趋势差异,发现京津冀地区经济效率低且趋于下降、创新缺乏竞争力、创新效率偏低,处于创新相对无效率状态。其次,基于“4D”框架阐释京津冀地区创新相对无效率的经济地理原因是,经济、人口和专利的低密度与高集聚不平衡程度并存、专利转移空间范围广而产学研协同发展的本地化水平低、创新分割严峻且空间异质性强、异质优势相对薄弱共同导致的创新地理相对无效率。最后,计量分析表明“4D”因素的相对变动将显著影响创新相对效率变动,证实京津冀地区创新地理相对无效率是创新相对无效率的根源。本文研究表明基于“4D”框架重塑创新经济地理是京津冀地区提高创新效率,进而实现创新驱动发展的关键所在。     

“全球—地方”视角下中国汽车生产网络的跨域关联与影响因素—— 一汽—大众案例

全球生产网络背景下,生产组织的“全球—地方”跨域关联研究具有重要的理论意义。为探究中国合资汽车生产网络在“全球—地方”互动情景下跨域网络特征及地理空间表征,论文基于“全球—地方”生产关联与多尺度融合视角,利用整车制造一级供应链数据,分析以一汽—大众为代表的中国合资汽车生产网络的跨域关联及其影响因素。研究发现：① “全球—地方”多尺度融合为理解跨国公司构建全球生产网络的产业转移足迹提供了良好视角。德国大众公司通过构建全球生产网络嵌入中国汽车制造业体系,生产网络结构表现出典型的“全球—地方”关联特征。② 一汽—大众整车生产本土一级供应商数量的空间分布与中国国土开发的“T”字形战略高度吻合。供应商资本类型/技术掌控呈现出同类型空间集聚的地域组织模式,集聚程度呈现独资≈合资>内资的差异性特征。③ 一汽—大众通过整车厂生产转移和跨区域供应链采购,生产组织形成了以整车厂所在城市为核心、受地理边界制约的跨区域集群网络结构。④ 地理时空约束、区位优势与集聚效应、模块化生产为代表的技术革新、跨国集团的企业战略与外资俱乐部策略,共同影响了一汽—大众汽车生产网络的空间组织结构。论文通过典型案例研究,为理解“全球—地方”多尺度下中国关键性产业生产网络的组织结构提供了理论与现实依据。     

Mining spatiotemporal association patterns from complex geographic phenomena

ABSTRACT

Spatiotemporal association pattern mining can discover interesting interdependent relationships among various types of geospatial data. However, existing mining methods for spatiotemporal association patterns usually model geographic phenomena as simple spatiotemporal point events. Therefore, they cannot be applied to complex geographic phenomena, which continuously change their properties, shapes or locations, such as storms and air pollution. The most salient feature of such complex geographic phenomena is the geographic dynamic. To fully reveal dynamic characteristics of complex geographic phenomena and discover their associated factors, this research proposes a novel complex event-based spatiotemporal association pattern mining framework. First, a complex geographic event was hierarchically modeled and represented by a new data structure named directed spatiotemporal routes. Then, sequence mining technique was applied to discover the spatiotemporal spread pattern of the complex geographic events. An adaptive spatiotemporal episode pattern mining algorithm was proposed to discover the candidate driving factors for the occurrence of complex geographic events. Finally, the proposed approach was evaluated by analyzing the air pollution in the region of Beijing-Tianjin-Hebei. The experimental results showed that the proposed approach can well address the geographic dynamic of complex geographic phenomena, such as the spatial spreading pattern and spatiotemporal interaction with candidate driving factors.     

Spatiotemporal data model for network time geographic analysis in the era of big data

There has been a resurgence of interest in time geography studies due to emerging spatiotemporal big data in urban environments. However, the rapid increase in the volume, diversity, and intensity of spatiotemporal data poses a significant challenge with respect to the representation and computation of time geographic entities and relations in road networks. To address this challenge, a spatiotemporal data model is proposed in this article. The proposed spatiotemporal data model is based on a compressed linear reference (CLR) technique to transform network time geographic entities in three-dimensional (3D) (x, y, t) space to two-dimensional (2D) CLR space. Using the proposed spatiotemporal data model, network time geographic entities can be stored and managed in classical spatial databases. Efficient spatial operations and index structures can be directly utilized to implement spatiotemporal operations and queries for network time geographic entities in CLR space. To validate the proposed spatiotemporal data model, a prototype system is developed using existing 2D GIS techniques. A case study is performed using large-scale datasets of space-time paths and prisms. The case study indicates that the proposed spatiotemporal data model is effective and efficient for storing, managing, and querying large-scale datasets of network time geographic entities.     

地理科学发展与新技术应用

当代计算机、互联网、航天航空、自动化和传感网、环境和生态修复等技术发展很快,并渗透到许多基础与应用基础研究学科。以综合性、交叉性和区域性为特点的地理学借力于新技术应用,学科发展得到有力促进,突出表现包括：① 研究时空拓展到近实时和全球,基本解决异域和极端地理环境数据难获取问题;② 数据获取方式和渠道多样性促进了数据的爆发性增加,对规律和格局的分析从依赖有限时空表观信息发展到依靠新技术获取高时空动态数据开展大数据挖掘;③ 研究内容从静态知识获取、机理分析拓展到包括生态修复和环境治理等能动性的工作;④ 学科发展呈现领域拓展和新技术学科交叉趋势,地理学通过与新技术进一步融合发展获得新生命力。借助新技术和地理大数据“燃料”的注入,新时期地理科学发展将在全球和区域社会经济建设过程中通过提供“复方”解决方案而发挥重要的作用。     

重建地方：人文地理与GIS结合研究的路径

地方是很重要的地理学概念。中外学界对地方的研究有丰富积累。围绕地方的理论与现实问题,探索人文地理与GIS结合研究的路径和方法对中国地理学尤为重要。“重建地方”旨在打破学科界限,重新发现学术研究的“地方”,并将学术与生活、思想与技术紧密结合起来,反思和重建生活中的“地方”。人文地理与GIS结合研究主要聚焦于流动性的大尺度城市空间与稳定性的小尺度社区空间。通过运用开放的街景地图、3D-VQGIS等新GIS工具和方法,整合大数据与小数据,将定量与定性结合,丰富了地方性研究的方法与理论,使人文地理与GIS结合有新的方法论与可操作的手段。以地方为主题,人文地理与GIS的结合还将重塑这2个子学科,进而促进地理学发展。未来应该大力探索人文地理与GIS结合的思想、理论与方法,实现学科内的交融互动,并将其应用于解释尺度交错的现实问题,进而在理论和实践上重建地方。     

时空间行为研究动态及其实践应用前景

随着国内外时空间行为研究的数据采集、计算挖掘、三维可视化与时空模拟等理论与技术的不断革新,时空间行为研究日益呈现出研究数据多源化、研究方法科学化、研究对象个体化、研究主题应用化等趋势。海外的时空间行为研究在结构化理论、GIS 以及其他社会科学领域中得到广泛的理论应用,中国的时空间行为研究经历了时间地理学的引入与描述性统计、城市空间与时空间行为的互动机理研究、基于位置感知设备的数据采集与规划应用等3 个阶段,正在步入实践应用的重要时期。时空间行为研究在城市规划、社会管理、居民服务等领域具有广泛的应用前景。     

A spatiotemporal data model for river basin‐scale hydrologic systems

Despite a long history of synergy, current techniques for integrating Geographic Information System (GIS) software with hydrologic simulation models do not fully utilize the potential of GIS for modeling hydrologic systems. Part of the reason for this is a lack of GIS data models appropriate for representing fluid flow in space and time. Here we address this challenge by proposing a spatiotemporal data model designed specifically for large‐scale river basin systems. The data model builds from core concepts in geographic information science and extends these concepts to accommodate mathematical representations of fluid flow at a regional scale. Space–time is abstracted into three basic objects relevant to hydrologic systems: a control volume, a flux and a flux coupler. A control volume is capable of storing mass, energy or momentum through time, a flux represents the movement of these quantities within space–time and a flux coupler insures conservation of the quantities within an overall system. To demonstrate the data model, a simple case study is presented to show how the data model could be applied to digitally represent a river basin system.     

Predicting potential distributions of geographic events using one-class data: concepts and methods

One common problem with geographic data is that, for a specific geographic event, only occurrence information is available; information about the absence of the event is not available. We refer to these specific types of geospatial data as geographic one-class data (GOCD). Predicting the potential spatial distributions that a particular geographic event may occur from GOCD is difficult because traditional binary classification methods that require availability of both positive and negative training samples cannot be used. The objective of this research is to define GOCD and propose novel approaches for modelling potential spatial distributions of geographic events using GOCD. We investigate the effectiveness of one-class support vector machine (OCSVM), maximum entropy (MAXENT) and the newly proposed positive and unlabelled learning (PUL) algorithm for solving GOCD problems using a case study: species distribution modelling from synthetic data. Our experimental results indicate that generally OCSVM, MAXENT and PUL are effective in modelling the GOCD. Each method has advantages and disadvantages, but PUL seems to be the most promising method.     

A Pedagogic Framework to Link GIS to the Intellectual Core of Geography

Abstract

This paper aims to develop a new pedagogic framework for teaching GIS at the college and university level using Berry's geographic matrix. By synthesizing different schools of thought, this paper argues that GIS education essentially involves two aspects—how to teach about GIS and how to teach with GIS. Berry's geographic matrix can be used to tie these dual aspects of GIS education together neatly. As an abstract representation of geographical phenomena, the geographic matrix embeds all three entities of GIS—location, attribute, time—and thus can help GIS instructors teach about GIS. As a synthesis of geographical approaches, the geographic matrix can assist GIS instructors teach with GIS. This paper demonstrates that GIS is actually an implementation of Berry's geographic matrix. Furthermore, the 10 approaches to geographical analysis, originally proposed by Berry for the geographic matrix, can be executed routinely in a GIS environment. By incorporating Berry's geographic matrix into GIS education, teachers can enable students to surpass technical issues and to appreciate the conceptual and functional linkages between GIS and geography's intellectual core.     

地理背景的不确定性对时空行为模式分析的影响——基于西宁市的实证研究

伴随着城市研究新数据源与方法论的兴起,从时空间整合的角度反思和修正传统的概念与方法,成为时空行为研究重要发展趋势。地理背景作为城市研究的核心变量,其界定方式不确定性如何影响对个体行为作用效应的分析结果,已成为地理学的新方法论问题。在已有文献的基础上,本文基于西宁市的实证研究,尝试验证地理背景不确定性对行为模式分析的影响,并进一步探讨多个行为变量与其相互关系以及时间维度差异。通过比较两类地理背景范围（仅考虑居住地建成环境的地理背景范围、综合考虑居住地与家外活动地建成环境的地理背景范围）,分析对个体行为作用效应结果的差异性。研究发现：如果仅以居住地作为地理背景范围,关注其中建成环境对行为影响时,可能会夸大“家”的作用,而综合考虑居住地与活动地的地理背景范围时,更为接近于“真实”的地理背景,建成环境对家外活动时长、出行时长和活动空间有一定的解释力,且能够捕捉到一些重要的影响因素并修正有悖于常识的结论。同时地理背景不确定性对个体行为作用效应的分析结果影响还表现出较明显的工作日/休息日差异,表明地理背景存在时间维度的不确定性。研究结论在一定程度上揭示了时空行为研究在重新审视传统城市地理学概念、探索日常生活视角的度量方法与研究范式方面的有效性。     

区域地理系统单元等级圆锥建模

本文基于S.Beer空间分辨率圆锥,应用等级体系理论,结合地理学有关研究成果,探讨建立一种具有尺度单元结构性质的区域地理系统模型———区域地理系统单元等级圆锥。研究认为,区域地理系统单元等级圆锥由地理最小结构单元、地理基本功能单元、地理景观单元、地理景观类型单元与地理景观类型组合单元组成,它们分别实现地理学“最小空间粒度划分”、“基本空间过程分析”、“空间过程共轭分析”、“类型划分”与“类型间相互作用”的研究方法,分别体现地理学“还原分析”、“过程分析”“整体分析”、“类型分析”与“综合分析”的研究思想。