时空地理加权回归模型及其拟合

基于加权最小二乘原理,给出了时空地理加权回归模型的拟合方法,以及与之相关的权函数选取原则和确定窗宽参数的交叉确认法.

时空地理加权回归模型的拟合分析

时空地理加权回归模型是基于地理加权回归模型的一类有效的空间数据分析方法,主要研究该模型在数据删除模型的基础上系数函数的估计及删除观测点后对整个模型的影响,并且给出了权函数的选择方法.

GWR模型中权函数的选取与窗宽参数的确定

以地理加权回归模型为基础,通过假定其中回归变量的系数是地理位置的任意函数,给出了选取权函数的原则和确定窗宽参数的交叉确认法,并且讨论了它们的作用.

黄河流域典型县域生境质量的时空分异特征及影响因素研究

通过探索黄河流域山东段县域生境质量时空分异特征与影响因素,以便从县域尺度为地方生态环境保护与社会经济高质量发展提供政策建议。基于2000、2010和2020年3期土地利用数据,采用InVEST模型解析生境质量的时空分布格局与演变特征,结合空间自相关模型对其空间分异特征进行探测,并采用地理加权回归(GWR)模型分析社会、经济与自然影响因素在空间维度上对生境质量的影响。结果表明:(1)2000—2020年,黄河流域山东段平均生境质量指数为0.448,空间上表现出中段、上段低和下段高的分布格局,生境质量整体呈先快速下降后缓慢下降趋势,中段生境质量下降趋势最为显著;(2)生境质量变化在空间分布上呈显著集聚性特征,会受到邻近区域的影响,且总体集聚态势不断增强,高-高型集聚区面积明显大于低-低型集聚区,在流域下段范围连片分布;(3)土地开发强度是影响生境质量时空分布的首要因素,城市化水平、人口密度和NDVI对生境质量有重要影响,社会、经济和自然因素共同影响生境质量时空变化,GWR回归分析结果表明生境质量具有空间差异性。识别这些时空差异对推动该区域生态高质量发展具有重要意义。

湖北省耕地“非粮化”时空分异及影响因素

运用重心转移模型、空间自相关分析、地理加权回归模型对湖北省2000—2020年耕地“非粮化”时空演化特征及影响因素展开研究。结果表明,湖北省2000—2020年耕地非粮化率呈现一定波动,总体较为稳定;耕地“非粮化”在空间上由“中部、东部高,西部低”演化为“东部、西部高,中部低”的空间格局;耕地“非粮化”重心整体向西部迁移。耕地“非粮化”程度具有显著的全局空间自相关关系,局部自相关呈现以武汉市为中心的高高集聚以及随时间由西部向中部转移的低低集聚特征。气候生产潜力指数、土壤pH、地均农用柴油使用量与耕地“非粮化”呈负相关关系,城乡居民可支配收入差、土地生产率与耕地“非粮化”呈正相关关系,影响作用的大小具有较强的空间异质性。

黄河流域绿色发展效率时空分异与空间驱动

文章基于黄河流域96个城市2003—2018年的面板数据,采用超效率SBM模型测算城市绿色发展效率,利用核密度估计模型、重心模型考察其时空分异特征,借助地理加权回归模型(GWR)分析其影响因素。结果表明:(1)绿色发展效率整体呈波动上升趋势,分地区看,上游最高,中游次之,下游最低,且呈“M”型双峰分布,两极分化严重;(2)绿色发展效率重心迁移分为“2003—2009年北向迁移”“2009—2012年西南向迁移”和“2012—2018年东南向迁移”三个阶段,且东西区域不平衡性突出;(3)总体上,环境污染、环境规制、经济实力和科技投入抑制绿色发展效率提升,年降水量促进作用显著;(4)空间差异上,科技投入的抑制作用、年降水量的促进作用在中游较明显,环境污染在东部地区的阻碍程度大于在西部地区的,经济实力的抑制程度西部地区大于东部地区,环境规制除个别地区外整体呈负向影响。

新安江-千岛湖生态补偿试验区乡村人居环境质量时空分异及影响机制

作为全国首个跨省流域横向生态补偿试点,新安江流域生态补偿已经过3轮试点,并进入新安江-千岛湖生态补偿试验区建设阶段。生态补偿政策已经拓展到乡村生态环境保护与治理、产业结构调整、村民就业与生活水平等领域,直接影响乡村人居环境质量。科学开展乡村人居环境质量时空分异及影响机制研究对促进生态补偿机制优化具有重要意义,因此,选择2011—2019年新安江-千岛湖生态补偿试验区10个县(区、市)相关数据,采用熵权TOPSIS法和时空地理加权回归模型,对乡村人居环境质量进行综合评价。结果表明:(1)研究期新安江-千岛湖生态补偿试验区乡村人居环境综合质量以及乡村生态环境和乡村生活环境子系统质量总体呈上升趋势,而乡村生产环境呈现下降趋势。(2)新安江-千岛湖生态补偿试验区乡村人居环境质量呈现东西高、中部低的空间分布特征。(3)生态环境因素是研究区环境质量时空分异的主导因素,生产与生活因素是内在驱动因素,政策因素是外部直接因素。其中,生态补偿指数、新安江流域水质、乡村人均农林牧渔业总产值、乡村人均可支配收入、乡村医疗设施水平和乡村低保人数比例是驱动新安江-千岛湖生态补偿试验区乡村人居环境质量上升的主要影响因子,且影响力随着时间推移呈上升趋势。

县域尺度下湖南省碳排放空间分异特征与影响因素

开展县域尺度下的碳排放空间分异与影响因素研究,是助推实现县域等多尺度区域“双碳”目标的重要环节。以湖南省122个县(市、区)为研究对象,通过夜间灯光数据估算湖南省各区县的碳排放量,采用探索性空间数据分析方法刻画了县域碳排放时空格局,运用地理探测器和时空地理加权回归(GTWR)模型,从政策、经济、能源、社会和产业维度对县域碳排放空间分异与影响因素进行了定量研究。结果表明:①2012~2020年,湖南省县域碳排放总体呈减弱趋势,且差异较为明显,空间格局分布为北高南低,东西差距较小;②莫兰指数(Moran's I)逐年下降,空间集聚特征较为显著,总体成正相关关系;③财政支出、人口规模、城镇化率、能源碳排放强度和农业发展水平是影响县域碳排放的主导因子;④通过时空地理加权回归模型对主导因子进行分析,发现同一指标对不同区县碳排放的影响存在显著的时空差异。

基于异窗宽GTWR模型的商品住宅价格影响因素研究

随着数据可获得性的增强,时空数据被广泛地应用在各个领域。以中国西部干旱区代表城市乌鲁木齐为研究对象,本文根据标准差椭圆加权算法与时空地理加权回归模型(GTWR)提出异窗宽GTWR模型对房屋价格变动影响因素的时空变化进行研究。结果表明乌鲁木齐市住房价格的变动存在着明显的空间异质性,异窗宽GTWR模型对其的解释能力较好,标准差椭圆加权算法有效的减少了计算量,房价变动在空间上受交通便利性和绿化率等因素的影响较大,时间上受建筑年龄因素影响较大。

基于DMSP/OLS-NPP/VIIRS夜间灯光数据的滇中城市群人均能源消费碳排放

基于DMSP/OLS-NPP/VIIRS夜间灯光数据集反演滇中城市群能源消费碳排放;利用Global Moran's I、LISA指标、时空跃迁矩阵,量化2006-2021年滇中城市群人均能源消费碳排放的时空动态;通过时空地理加权自回归模型分析人均碳排放驱动因素.结果表明,滇中城市群人均能源消费碳排放量之间存在正的空间相关性,且相关性持续波动上升;高-高集群主要分布在滇中城市群的核心区域,低-低集群主要位于西北方;县域人均碳排放的集聚类型相对稳定,有路径依赖效应,4种类型跃迁占主导地位,但趋势在逐渐减弱,空间凝聚度在2006-2009年达到91.84%,2017-2021年为69.39%;碳排放强度、总人口、城市化率、第二产业份额、第三产业份额、人均GDP是人均碳排放的主要驱动因素,人均GDP的作用在减弱,碳排放强度的作用在逐渐增强.

浙江山区县域绿色转型发展评价与动力机制

科学量化山区26县绿色转型水平是浙江建设共同富裕示范区的关键。从“绿色生态-绿色生产-绿色生活”三生空间视角构建绿色转型指标体系,采用纵横向拉开档次法、重心-标准差椭圆及时空地理加权回归模型等研究2010~2021年浙江山区26县绿色转型的时空分异特征与驱动因素。结果表明:①2010~2021年山区26县绿色转型整体呈增长趋势,年均增幅为2.428%,但仍有较大提升空间;绿色转型的变异系数逐年减小,地区差异从“大差距低水平”特征逐渐向“小差距高水平”特征转变。②2010~2021年山区26县绿色转型逐渐呈现“永嘉—缙云—青田”为核心的空间分布格局。绿色转型重心逐渐向北扩张,研究期内山区26县北部县域的绿色转型有较大提升;山区26县绿色转型空间分布总体呈较为稳定的西北—东南方向分布格局,标准差椭圆分布范围逐渐缩小,空间集聚性不断增强,区域发展不平衡问题有所改善。③各影响因素呈现较强的时空异质性。经济发展、城市化、政府调控和人力资本素质始终是山区26县绿色转型的主要驱动因素,金融发展、科技水平和对外开放程度的驱动力逐渐增强,产业结构的驱动作用尚不稳定,对于山区26县绿色转型的拉动能力有限。

长江经济带工业绿色水资源效率评价及影响机制

提高绿色水资源效率既是长江经济带水生态文明建设的关键内容,也是促进整个区域高质量发展的重要着力点。遵循绿色生态理念,引入考虑非期望产出的超效率SBM模型与地理加权回归模型,在综合评估2005~2019年长江经济带工业绿色水资源利用效率多维变化特点的基础上,进一步审视其时空分异特征及驱动机制,并根据各影响因素给出针对性建议。结果表明:考察期内长江经济带工业绿色水资源利用效率整体上“稳中提质”,但省际差异显著,同时长期来看尚具有一定趋同效应,并且会以3%的收敛速率达到区域平衡;区域内工业绿色水资源效率的宏观空间分布状态表现为下游>上游>中游,南北方向效率梯度差缩小显著,效率领先区对其他地区的辐射效应较为薄弱;区域内工业绿色水资源利用效率存在显著空间异质性影响机制特征,其中,工业化水平的驱动效果最强,但难以达到区域内的多数省市正向驱动,城市运转水平平均正向驱动覆盖面最广,人口素质水平驱动节水减排技术转化能力较为薄弱。研究成果可为提高长江经济带工业绿色水资源效率、实现区域水资源协同治理提供理论依据。