武汉市主城区建成环境对街道活力影响的时空特征----基于多尺度地理加权回归

探究建成环境对街道活力的影响效应是城市公共空间品质提升的关键。文章以武汉市主城区为例,首先基于人口热力数据测度多时段街道活力,其次利用街景数据、POI数据及OSM路网数据构建基于宏观街区构成和微观街道特质的多维度建成环境指标体系,最后引入多尺度地理加权回归模型探讨不同建成环境对街道活力影响的时空差异。结果表明:(1)时间上,武汉市主城区内中高活力街道在9:00-18:00间整体占比最多。空间上,街道活力在各时段整体呈“东核西带、多点聚集”分布。(2)基于宏观街区构成的二维建成环境对街道活力的影响整体较微观三维街道建成环境更为明显。(3)各建成环境要素对街道活力影响的时空异质性显著。距娱乐休闲设施最近距离和围合度对街道活力的影响整体具有稳健的时空变化特征,接近度、功能混合度、功能设施密度和天空开敞度次之,距综合商场最近距离、街道高宽比和交通安全设施占比则表现了明显的时空局部显著效应。

基于多尺度地理加权回归模型的中西太平洋围网鲣渔获率环境影响机制研究

鲣(Katsuwonus pelamis)是中西太平洋金枪鱼围网捕捞的重要资源,其资源分布受环境影响明显。为探索环境对鲣渔获率影响的空间异质性特征,利用中西太平洋渔业委员会(Western and Central Pacific Fisheries Commission,WCPFC)所公布的2005—2019年中西太平洋金枪鱼围网综合的1°×1°渔业及海洋环境数据,对标准化后的环境因子及渔获率选用多尺度地理加权回归(Multi-scale Geographically Weighted Regression,MGWR)方法进行研究。结果表明:1)与传统广义加性模型(Generalized Additive Model,GAM)相比,考虑环境影响空间异质性问题的地理加权回归模型(Geographically Weighted Regression,GWR)和MGWR拟合优度(R^(2))有明显提升,校正后拟合优度(Adjusted R^(2))分别为0.273、0.846和0.871,且拟合结果的空间分布形态更符合真实情况。2)各环境因子对鲣资源分布存在显著的空间非平稳性影响。各海洋环境因子对鲣渔获率分布影响的空间异质性程度(各环境变量变异系数大小)依次为水下55 m东西向海流速度(Sea water X velocity at 55 m depth,U55)>海表面温度(Sea surface temperature,SST)>净初级生产力(Net primary productivity,NPP)>100 m盐度(Sea water salinity at 100 m depth,S100)>55 m南北向海流速度(Sea water Y velocity at 55 m depth,V55)。3)各环境因子的影响存在明显尺度效应差异,NPP的作用尺度为44,其次为S100和U55(均为48),SST的为54,V55为全局尺度。4)总体上,S100、NPP、SST、V55和U55对鲣渔获率正向影响比例依次为73.5%、64.8%、66.8%、80.8%和32.3%;其中S100、NPP和SST对鲣渔获率空间分布的影响相似,具体表现为东西向差异,170°E以西主要为正向影响,170°E以东为负向影响;U55为负向影响为主的因子。

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.

基于多尺度地理加权回归的中国高学历人才空间格局及影响因素研究

高学历人才作为重要的生产要素,无疑是推动科技创新的核心动力。本文基于2010年第六次全国人口普查数据、2015年全国人口抽样调查数据、2020年第七次全国人口普查等国家统计局官网数据,利用集聚度等指标刻画中国高学历人才空间分布特征与发展态势,利用Dagum基尼系数研究中国七大区域间及区域内人才分布的不均衡程度,并利用Moran指数衡量人才空间分布的自相关性;之后对比最小二乘回归(OLS)、地理加权回归(GWR)、多尺度地理加权回归(MGWR)模型,选取拟合结果较好的MGWR模型识别影响人才空间分布的主要因素,进而得出相关结论:我国高学历人才呈现高度集中的空间分布格局,存在区域化差异与空间相关关系,但不均衡趋势有所缓解;经济机会为影响人才分布的主导力量,社会、文化等公共服务舒适性为中西部地区发展提供机遇。最后结合相关结论为城市优化人才政策提供建议,推动全国范围内人才资源的合理配置。

基于多尺度地理加权回归的深圳市房价影响因素研究

住房价格的空间分异能有效反映居民对特定住房影响因素的需求,同时也体现城市空间资源的分布差异。本文基于多尺度地理加权回归模型(MGWR),从房价影响因素的影响力度、作用尺度和空间分异三个角度对深圳市房价的影响因素进行分析;并归纳其他MGWR模型方法的房价研究,总结房价影响因素的特点。结果表明:1.房价在空间上的不均衡现象,很大程度上受到公共资源配置不均衡的影响,如优质学区和特定的区位因素等。2.深圳房价影响因素的分析结果和以往研究存在一些共性和特殊性。各类型变量对各城市房价的影响方向和作用尺度基本是一致的。但在本研究中,公交站点等生活圈设施,具有空间异质性或仅在局部区域表现出显著效应,反映了更深层次设施布局需求的问题。针对分析结果,文章对未来生活圈的配套设施提出相应的规划策略。

路网形态与住宅价格的多尺度空间关系研究——基于空间网络分析与多尺度地理加权回归模型

针对以往住宅价格影响因素分析中忽略城市路网形态参数的问题,该文基于空间网络分析,将不同搜索半径下道路接近度与穿行度纳入住宅价格特征变量,构建空间计量模型,探究成都市路网形态对住宅价格的驱动效应。结果表明:1)相比享乐回归模型和地理加权回归模型,多尺度地理加权回归模型揭示了不同变量的空间影响尺度,更适用于探究成都市路网形态对住宅价格的影响;2)路网的局部接近度、局部穿行度核心位于二环内,全局接近度核心主要分布在四环内,全局穿行度核心主要分布在交通干道上;3)不同搜索半径下对住宅价格具有显著驱动效应的接近度均为全局尺度变量,该效应在空间上相对平稳,而穿行度作为局部变量,其在空间上的影响尺度随搜索半径的变化而存在差异,具有一定的空间异质性,其中,路网接近度对住宅价格产生正向影响,其系数空间格局呈跨尺度相似特征,而穿行度产生负向影响,其系数空间格局呈跨尺度变异特征;4)各搜索半径下路网形态变量的差异可在一定程度上改变消费者对其他影响因素的偏好程度。

旅游发展对城乡收入差距影响的空间异质性——基于多尺度地理加权回归模型(MGWR)

基于2018年全国地级市数据,运用多尺度地理加权回归模型(MGWR)分析旅游发展对城乡收入差距影响的空间异质性及其尺度规律。结果表明,旅游发展对城乡收入差距的影响以扩大作用为主,且影响效果体现出空间异质性规律:在华南和西南地区,旅游发展对城乡收入差距具有较为明显的扩大作用;在中部和西北地区,旅游发展对城乡收入差距具有扩大作用,但影响程度较弱;在华东、华北和东北地区,旅游发展对城乡收入差距的影响程度最弱,在沿海区域表现为缩减作用,内陆区域表现为扩大作用。因此,未来应当持续推进乡村振兴战略,促进乡村旅游发展;大力发展全域旅游,促进城乡旅游全面协同发展;旅游发展规划兼顾区域均衡发展和城乡均衡发展的双重目标。

数字经济的空间分异与尺度分析——基于多尺度地理加权回归模型

数字经济已逐渐成为中国经济发展的新动能。本文以279个地级市数据为研究样本,采用多尺度地理加权回归模型(MGWR)分析数字经济在地级市尺度上的空间分布及其空间作用。结果表明,数字经济是一个局部变量,在空间上呈现出空间异质性,随着时间的推进,其空间作用尺度不断扩大,逐渐向全局变量转变,且数字经济在中部和东北地区对经济的促进作用明显较强;调节效应检验证明,由于京津冀、长三角和珠三角地区的互联网基础设施完备,数字经济成为促进经济发展的全局变量,不再具有空间异质性。因此,通过加快互联网基础设施建设,能有效发挥数字经济对经济发展的促进作用。

北京街区活力影响机制及空间分异特征研究——基于多尺度地理加权回归

以北京市五环内街区作为研究对象,通过相关性分析、空间自相关分析对街区活力及其影响因素在空间上的相似性和依赖性进行分析,利用多尺度地理加权回归模型,进一步分析街区活力的空间分异特征。相比传统的多元线性回归模型和地理加权回归模型,多尺度地理加权回归不仅能有效分析街区活力在空间上的异质性,更能自动调节不同影响因素的回归带宽,进而更真实地反映影响街区活力的影响因素在空间上的变化。结果表明,北京市街区活力整体上呈现明显的“马太效应”,且各影响因素在不同街区呈现出明显的影响力大小差异性分布情况。

基于多尺度地理加权回归的广州主城区街区形态与热岛强度关系研究

城市形态能够显著影响城市的热岛强度成为学界的共识,新兴的多尺度地理加权回归弥补了传统的地理加权回归模型中所有变量带宽一致的局限,可在分析各形态指标与热岛强度相关性的基础上分析其影响的尺度差异。文章利用多源数据,以街区为基本单元,基于MGWR分析广州主城区街区形态指标与热岛强度之间的关系,结果表明:①广州主城区的日间热岛状况以夏秋季尤为严重,超过95%的街区出现不同程度的热岛效应;②在四季UHII相关性分析中,MGWR的模型性能均优于GWR,表明各形态指标与UHII关系具有空间非平稳性特征,且不同形态指标的影响具有尺度差异;③各形态指标与UHII相关性具有季节差异、空间差异特征,不同季节、不同区位均会影响指标与UHII的相关方向、相关程度。基于以上结果,文章建议在开展以缓解热岛效应为导向的城市设计及空间规划时,对街区的形态优化应注重季节针对性、空间针对性和指标针对性。

基于多尺度地理加权回归模型的邯郸市商业街区活力测度及影响因素研究

探析商业街区活力分布特征及影响因素对城市活力的提升具有重要意义。以邯郸市和平路商业街区为例,基于网络开放多元数据及空间句法分析数据构建活力评价指标体系,通过多尺度地理加权回归模型对各要素与街区活力进行相关性影响分析,进而探究建成环境指标对商业街区活力的影响趋势。研究表明:基于自然出行的街区空间整合度对于节假日期间的商业街区活力没有显著影响;商业街区中的购物数量对于街区活力的影响极其显著,且存在较强的空间异质性,其空间尺度接近于街道尺度;按照各变量系数绝对值判断其影响力由大到小依次为购物点数量、全局穿行度、区位、餐饮点数量、功能混合度。通过分析各因素影响程度,为商业街区的前期设计与后期管理实践提供借鉴与参考。

基于多尺度地理加权回归模型的中国城市网络外部性的空间异质性比较研究

本文以全国A股上市公司及其分支机构数据构建的城市经济网络和以合著论文数据构建的城市知识网络为基础,借助多尺度地理加权模型与社会网络分析等方法,对全国240个地级及以上城市嵌入上述两类网络后在经济增长方面所受影响的空间异质性进行实证研究和比较。结果表明:(1)嵌入不同类型城市网络后对城市经济增长存在不同的促进作用和空间溢出差异。相比于嵌入城市经济网络,嵌入城市知识网络对于城市经济增长的促进作用更强;嵌入城市经济网络对于城市经济增长具有正向促进或负向抑制两种差异化影响且呈现出小尺度溢出特征,嵌入城市知识网络对于城市经济增长具有正向促进作用且呈现大尺度溢出特征。(2)不同规模城市嵌入两类城市网络后在经济增长方面所获得的收益存在较大差异。特大超大城市嵌入城市经济网络后有较大概率获得较高的经济收益,大城市和小城市分别在嵌入城市知识网络和城市经济网络后有较大概率获得高经济收益,中等城市嵌入两类城市网络后在获得高经济收益方面均无明显优势。(3)不同区域城市在嵌入两类城市网络后获得的经济收益呈现出总体上的区域性差异特征和局部地区的地理临近相似特征。东部沿海和西北地区城市从城市经济网络中获得的经济收益最高,与这些城市相临近的中西部地区城市获得的经济收益次之,内陆其他中西部地区城市获得的经济收益最低。城市嵌入城市知识网络后获得的经济收益呈现明显的由北向南梯度递减特征。

基于多尺度地理加权回归模型的城市住宅价格影响因素空间异质性——以桂林市主城区为例

基于桂林市2022年10月二手房价格数据,结合多尺度地理加权回归(multi-scale geographically weighted regression,MGWR)模型,分析不同尺度下城市住宅价格影响因素的空间异质性。结果表明:(1)桂林市住宅价格呈显著空间自相关,局部空间自相关结果表明,桂林市住宅价格空间呈显著的集聚分布,以“高-高”和“低-低”集聚为主,“高-低”和“低-高”集聚范围较小;(2)相较于普通最小二乘法(ordinary least squares,OLS)和地理加权回归(geographically weighted regression,GWR)模型,MGWR模型的R2更高,能更准确地测度变量对住宅价格的影响程度和空间差异性;(3)住宅房龄、教育医疗和商务设施为全局变量,绿化率、公共交通设施、铁路设施配套、生活配套和旅游景点的空间异质性处于中等水平,对外交通设施的空间异质性较大,在局部范围内对住宅价格有显著影响且差异明显;(4)住宅房龄、生活配套和旅游景点对住宅价格具有负向影响,教育医疗和商务配套对住宅价格具有正向影响,其余变量在不同空间区位上对住宅价格表现出抑制或增值作用。

多尺度地理加权回归模型支持下的汾河流域生态系统服务关系演化机理研究

生态系统服务权衡协同关系是掌握区域生态演化机理的重要指标。大量研究以行政区作为整体,对区域内的生态系统服务权衡协同关系进行描述,但是有关区域内生态系统服务空间异质性及多种生态系统服务间影响差异性的研究尚缺乏。本文以汾河流域作为研究区,基于1986年、1995年、2005年、2015年4期影像解译得到的土地利用分类结果,以及统计和生态数据,利用多尺度地理加权回归模型(MGWR)对生态系统服务权衡协同关系进行分析,并通过与土地利用数据相结合,定量分析土地转移对生态系统服务权衡协同关系的影响,探究生态系统服务的演化机理。研究表明:多尺度地理加权回归模型能解决生态系统服务权衡协同关系存在的空间异质性,从而准确揭示多种生态系统服务之间的内在关系;利用多尺度地理加权回归模型获得最佳生态系统服务组合的方式能有效降低数据冗余,提高工作效率;土地利用类型的变化是生态系统服务权衡协同关系演化的主要驱动因素;流域内植被退化会使粮食生产和产水量之间的权衡关系下降,使生物多样性和产水量等其他生态服务之间的协同关系下降;1986年—2015年间流域内单项生态系统服务间以协同关系为主导,且水源涵养与产水量间的协同关系最显著,平均协同率为75.6%。研究结果可为汾河流域土地利用优化和生态系统服务改善提供参考。

基于多尺度地理加权回归的土壤镉污染局部影响因子分析

探明土壤镉(Cd)在不同空间位置的影响因子和污染来源,对于防控土壤Cd污染、保障粮食安全和城市居民健康有重要意义。多尺度地理加权回归(Multi-scale Geographically Weighted Regression,MGWR)在传统地理加权回归模型的基础上考虑了不同解释变量的差异化作用尺度,是识别目标变量局部影响因子的有效方法,但尚未应用于土壤重金属污染研究。因此,本研究在武汉市黄陂区采集了110个土壤样本,通过对多元线性回归、地理加权回归和MGWR进行模型评估来验证MGWR的有效性,进而使用MGWR模型探究Cd与11个解释变量间的空间异质关系,据此确定各点位Cd的影响因子和污染来源,最后结合污染现状和来源划定4类Cd污染风险区,提出相应的Cd污染管控措施。研究结果可以概况为3点:(1)模型评估的结果表明MGWR模型最优,其建模R2为0.733;(2)MGWR结果显示不同解释变量的有效带宽差异较大。此外,从整体上看,p H、黏粒含量和地形湿度指数是Cd空间分布的主要影响因子,城镇化和土壤母质是Cd的主要来源;从各点位来看,不同空间位置Cd的局部影响因子和主要来源差异较大;(3)研究区55.5%的样本存在Cd污染;结合污染源类型和污染情况划定了高、中高、中、低4类风险区,并分别提出Cd污染防控建议。本研究证实了MGWR模型的有效性和考虑解释变量差异化带宽的必要性,研究成果可以为其他地区土壤重金属污染的局部影响因子探究、污染来源确定和防控措施制定提供参考。

基于多尺度地理加权回归模型的城市建成环境对共享单车空间分布影响研究

近年来共享单车逐渐融入人们的出行模式,在解决短距离出行需求的同时,也成为了普通大众参与实现“碳中和”的重要途径之一。尽管学界对共享单车的时空特征进行了深入的探索,但关于城市建成环境对共享单车空间分布影响的实证研究方法仍以全局回归或地理加权回归为主,在对影响因素空间作用尺度上的研究仍存在明显不足。本文划定北京市六环内方形区域为研究范围,基于2019年5月7日摩拜单车数据,引入学界较为前沿的多尺度地理加权回归模型对城市建成环境中影响共享单车使用的因素进行识别。结果表明:①验证了多尺度地理加权回归模型在单车出行数据中的解释力,模型拟合优度高于经典地理加权回归模型。②各变量间空间作用尺度存在一定分异。其中,区位、公司企业与公共设施尺度较小,存在较大的空间异质性;距公交车站距离、休闲娱乐和土地利用混合度尺度接近全局,影响程度在空间上变化平缓。③在本案例中,距公交车站距离、公司企业、公共设施、休闲娱乐、土地利用混合度为影响共享单车空间分布的关键要素。其中,区位、土地利用混合度和公司企业等要素对共享单车空间分布影响最为显著,对上述要素进行空间规划或治理时,需留意其对单车分布量的边际效应,合理预留停车空间,改善单车出行环境,高效响应出行需求。

基于多尺度地理加权回归的黄河流域空气质量影响因素空间效应解析

以2017年黄河流域城市空气质量监测数据为研究对象,首先给出了空气质量的时空变化特征,然后利用多尺度地理加权回归(MGWR)模型分析各因素在不同尺度下对空气质量作用的空间异质性。结果显示:(1)2017年黄河流域中下游大部分地区的空气质量指数(AQI)处于轻度污染水平,季度的AQI呈冬高夏低的特征,其中,冬季处于中度污染水平的地区主要集中在黄河中下游地区。月度的AQI呈“U”型分布,其拐点出现在8月份;(2)第二产业比重、城镇人口比例、总人口数、降雨量和温度对空气质量的影响显著,其中,第二产业比重和城镇人口比例全局影响空气质量,总人口数在中等异质水平下影响空气质量,降雨量和温度在较高异质水平下影响空气质量;(3)第二产业比重、城镇人口比例和总人口数对空气质量的影响为正向,而降雨量和温度对空气质量的影响为负向,其中,总人口数对黄河中游地区影响较大,降雨量对黄河上游地区影响较大,温度对黄河中下游地区影响较大。

北京市二手住宅价格影响机制--基于多尺度地理加权回归模型(MGWR)的研究

文章基于多尺度地理加权回归研究北京市2011-2017年二手住宅交易的价格特征,结果表明:①以往基于经典地理加权回归模型的研究可能存在一定的不稳健,而多尺度地理加权回归可以将不同变量对于因变量的影响尺度反映出来,其回归的结果更为可靠。②北京房价对区位因素非常敏感,且存在高度的空间异质性,区位的影响尺度是所有变量中最小的,接近于街道尺度。而卧室数量和到最近地铁站的距离为全局尺度的变量,在空间上的影响较为平稳。到公交站的距离、到小学的距离、建筑结构和装修状况对于房价的影响不显著。其他显著的变量均存在一定的空间异质性,其空间尺度由小到大分别为成交时间、面积、楼龄、楼层、朝向。③区位、朝向、卧室数量、成交时间均正向影响房价,而面积、楼龄、楼层、到地铁站的距离负向影响房价。所有影响因素中区位是影响房价的最主要因素,其次是成交时间朝向。面积成交时间、朝向和到最近地铁站的距离影响较大,所在楼层、卧室数量对于房价的影响较小,而面积和楼龄的影响最弱。

基于多尺度地理加权回归模型的城市道路骑行流量分析

居民对城市慢行交通的服务品质需求不断提高,然而传统的慢行系统研究多关注大尺度和既有道路,无法充分满足城市街区慢行系统发展需求。以此为背景,该文提出了基于空间设计网络分析(spatial design network analysis,sDNA)的多尺度地理加权回归模型(multi-scale geographically weighted regression,MGWR),考虑土地开发利用情况、道路路网结构和周边公共交通状况对路段自行车流量的影响,对城市道路骑行流量进行分析。通过对京张铁路沿线区域内共享单车出行数据分析,结果表明:该模型相较于经典地理加权回归模型和多元线性回归模型,有更好的回归效果,拟合优度R;分别提高0.087和0.113。最后,借助该模型数据分析影响骑行流量的主要因素及其作用尺度范围,拓展了基于定量分析方法的慢行交通规划维度。

地理加权回归模型方法与研究新进展

地理加权回归模型是现代空间计量经济学中局部分析的一种重要方法。本文基于文献述评的方式,从空间权重矩阵的设定、参数估计、多重共线性的识别与消除、参数在时空上一致性的假设检验、模型稳健性分析与预测等方面阐释了地理加权回归模型的基本建模范式;并从解释变量及其参数调整、被解释变量的不同数据特征、空间权重的不同设定、参数估计及模型选择方法调整等四个维度对地理加权回归模型方法的研究新进展进行了系统的梳理和解析;还从时空地理加权回归模型的创新推进、地理加权回归模型族的一般化检验与优选、地理加权回归模型与空间计量全局模型的融合建模、基于MATLAB的代码标准化平台化建设等方面指出了地理加权回归模型方法的发展方向。