基于随机森林的街道品质对房价的非线性影响研究——以广州市为例

为弥补传统特征价格模型的局限性以及过去所使用的线性方法解释性不足等问题,以广州市为例,在传统房价影响因素的基础上进一步考虑了街道品质对房价的影响,利用随机森林建模,绘制累积局部效应图,探索街道品质与房价的非线性关系及其阈值效应。结果表明:1)随机森林相比于传统线性模型拟合优度更高,能有效捕捉街道品质特征及其与房价之间的非线性关系和阈值效应。2)商业经济区位、全局穿行度与社区建成年限是对房价影响最明显的3个因素,街道品质特征对房价的影响可达36.74%。3)商业经济区位对房价的负向影响随着距离的增加逐渐减弱。全局穿行度在1715以内与房价呈指数型正相关。安全性因素与房价关系的阈值效应明显。为保证街道使用的公平性,居住环境的绿视率应≥15.10%。

耦合SOM-MCR模型的多特征生态安全格局构建——以武汉城市圈为例

面向“绿色城市圈”发展理念,构建武汉城市圈生态安全格局是实现区域经济、社会和生态协同发展的重要途径。传统研究采用的多指标叠加分析丢失了各因子蕴含的原始信息,仅可以识别同质化生态源地。将自组织映射神经网络模型(SOM)融入“重要性-敏感性-连通性”框架,依据生态系统服务组合划分生态功能区→识别多类型生态源地;综合自然因素与人类影响修正生态阻力面,并应用最小累积阻力模型(MCR)构建多特征生态安全格局。主要结论如下:武汉城市圈存在两类典型“高重要-低敏感—高连通”的生态源地,包括9756km^(2)的粮食供给区(孝感市、天门市、潜江市和仙桃市)和6791km^(2)的固碳释氧区(黄冈市东北和咸宁市东南),应作为生态安全核心区;低连通粮产源地分布于武汉市近郊与鄂州市,低连通碳汇源地分布在黄石市东南,宜作为生态保护功能区;共识别39条生态廊道,按照两端源地属性可划分为粮产连通轴、碳汇连通轴和跨类连通轴;综合构建了“一环、三翼、多联通”的武汉城市圈多特征生态安全格局。该格局有机融入了生态功能区划理念,有助于城市圈“因地制宜”采取相应的保护与修复策略。

环境正义视阈下城市公园绿地时空可达性及其影响因素

从环境正义视阈出发,重点关注选择步行和私家车出行的居民群体,采用高斯两步移动搜索(2SFCA)模型和基尼系数测度2000—2018年武汉市中心城区公园绿地可达性和公平性的时空差异,并运用梯度提升决策树(GBDT)模型进一步探析交通因素、用地因素和社会经济因素对公园绿地可达性的非线性影响及其阈值效应,以期为公平导向下的城市绿地规划提供相关参考。结果表明:(1)研究时段内公园绿地供给与需求均呈现较快的增长,居民出行成本在逐渐降低;(2)居民选择两种交通方式出行的公园绿地可达性高值区域均呈现扩大趋势,主要分布在长江两岸、湖泊和大型风景区周围,但是不同时期步行方式可达性低值区域均多于车行;同时,基尼系数显示研究时段内两种交通出行的居民享受公园绿地服务的机会均不公平,且步行可达不公平程度远大于车行;(3)用地结构和社会经济因素对不同时期公园绿地服务可达性存在协同性影响,而交通因素是不同交通方式出行可达性存在差异的主要原因;(4)非线性关系图显示关键变量的阈值效应能够为城市绿地精细化规划与管理提供量化参考。

基于多尺度地理加权回归的建成环境对通风潜力的影响研究——以武汉市主城区为例

大都市常通过优化建成环境来改善城市通风潜力,以缓解城市热岛效应并提高区域环境质量.基于风洞试验等方法模拟城市通风潜力缺乏对大尺度的连续监测,传统回归方法忽视了建成环境影响的空间非平稳性和尺度效应.本文应用电路理论识别武汉主城区通风潜力,基于3Ds(密度、多样性和设计)指标体系描述建成环境,并详细对比了普通最小二乘法(OLS)、地理加权回归(GWR)和多尺度地理加权回归(MGWR)模型的结果.研究证实使用考虑空间异质性的局部模型是必要的.MGWR放宽了GWR模型的固定带宽假设,进一步考虑了建成环境因子影响的尺度效应,有效避免了过拟合和异常符号反转.相关研究应考虑驱动机制的空间异质性和尺度效应.

基于多源数据的城市活力与建成环境非线性关系研究——以双休日武汉市主城区为例

通过优化城市建成环境来营造和发展城市活力是建设充满活力的城市空间的重要举措。论文以双休日武汉市主城区为例,使用人口热力数据量化城市活力的时空分布特征;选用基于梯度提升决策树的SHAP可解释性模型(gradient boosting decision tree-Shapley additive explanations,GBDT-SHAP)测算城市建成环境对城市活力的非线性影响,并提取关键变量的最佳阈值。结果表明:(1)双休日武汉市主城区城市活力的分布具有明显的时间、空间和功能异质性。城市活力在空间上整体呈现出“中心高、外围低”的特征;在时间上,从7:00开始逐渐提升,下午和晚间达到顶峰。(2)武汉市主城区建成环境显著影响了城市活力强度,且其非线性影响和阈值效应明显:大型商圈的影响阈值大致在3000~4000 m,地铁对城市活力的影响主要在城市内部且地铁站服务范围在1500 m以内,POI混合度超过0.4后会抑制城市活力。SHAP模型弥补了传统多元线性模型在可解释性上的不足。(3)到CBD的距离、离地铁站距离、天空开敞度以及商业类型存在时间驱动效应,随时间变化对城市活力的影响重要性会发生相应变化。研究结果可为武汉市主城区城市规划设计提供依据:贯彻公共交通为导向的开发理念,做好地铁交通与大型商圈的衔接,是增强城市活力的有效措施;设置户外开放空间,有利于促进居民晨练和社会活动;增加小型餐饮和娱乐场所也是增强夜间活力的措施。

Facile fabrication of microstructured surface using laser speckle for high-sensitivity capacitive pressure sensors

The design of a maskless exposure system for fabricating the microstructured surface based on the grainy light illumination generated by laser speckle is reported. Upon combining with soft lithography, we obtained microstructured polydimethylsiloxane electrodes with microstructure sizes of 20 μm and 40 μm and microstructure fill factors ranging from 10% to 90%. The feasibility of using this method in fabricating high-sensitivity capacitive pressure sensors was demonstrated. The sensor shows the highest sensitivity of 2.14 k Pa-1under 0–100 Pa pressures, the low detection limit of 4.9 Pa, and the excellent stability and durability of 10000 cycles. The method of employing laser speckle in fabricating microstructures with different morphologies is simple and robust, which is superior to other methods such as traditional photolithography.

土地利用优化配置建模研究进展与展望

土地利用优化配置是解决土地资源供需矛盾、协调社会经济发展与生态保护的重要技术手段,也是土地资源可持续利用需要解决的关键问题之一。随着空间模拟和智能优化技术的发展,土地利用优化的理论基础和方法体系也在不断更新。在文献计量的基础上,系统总结了国内外土地利用优化配置的驱动理论和方法,重点分析了空间模拟优化模型和智能寻优模型在土地利用优化配置建模应用中的进展和存在的问题,对土地利用优化配置未来的发展和面临的挑战进行了讨论和展望,提出自然与人文过程的耦合驱动、多模型的空间化协同、大数据知识挖掘方法的嵌入和数字孪生技术的支撑,应是土地利用优化配置领域下一阶段的研究方向。

建成环境对居民通勤方式选择的影响——以武汉市城中村为例

城中村作为带着农民特色和阶级混杂重塑的空间,为弱势劳动群体融入城市化体系、实现反资本而不反市场的城镇化进程提供了保障。探讨建成环境对居民通勤方式选择的影响机制,开展城中村建成环境改造,对于解决弱势群体通勤和就业困难意义重大。论文基于武汉市2018年LBS(Location Based Services)数据,以公共交通通勤方式选择作为二元分类因变量,采用梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)分析建成环境与城中村居民通勤方式选择的非线性关系与阈值效应,结果显示:普遍长距离通勤的城中村居民对公共交通系统依赖性强,建成环境的非线性影响和阈值效应明显,弥补了传统线性模型在可解释性上的不足;其中公交站可达性预测贡献度最大(19.89%),阈值分别在300 m和1000 m左右,在城中村改造时应尽量满足直线距离300 m公交站点可达,保证1000 m内存在公交线路,其余变量也有相似的可解释性。研究得到的建成环境影响的优先层次和最有效的空间属性范围将为提升城中村居民就业和通勤公平,实现区域包容、协调的城镇化提供参考。