基于时空贝叶斯模型的行程时间可靠性预测

为了全面、准确地分析路段行程时间的时空分布,将路段的时间序列和空间关联关系纳入两个邻近路段的行程时间可靠性预测过程.在时间维度上,通过广泛使用的卡尔曼滤波预测行程时间;在空间维度上,根据离散马尔科夫链构建上下游路段行程时间的关联模型.进而构建了时空贝叶斯模型(ST-BM),将时间维度和空间维度的行程时间分布进行融合,从而预测路段行程时间可靠性.实例分析结果表明,相比于先验分布数据,文中模型将两个实测邻近路段的可靠性预测误差分别降低了45.7%和29.2%,验证了ST-BM模型的有效性.

基于时空贝叶斯模型的快速地图匹配算法

为了优化海量浮动车数据的地图匹配的精度和效率,从候选路段筛选和最佳路段匹配两个层面研究地图匹配过程。首先,根据路网拓扑和形状点,采用最近邻分治法划分路网和筛选路段;进而,基于时空贝叶斯模型分析轨迹序列的时空关联,并结合方位角因素,建立最佳路段匹配模型。通过在实际轨迹数据集中测试,在保持匹配准确度为92%以上时,相比最短路径匹配方法,将运行时间缩减到50%左右,并且将异常轨迹点有效地匹配到目标路段中,表明该模型在提升计算效率和精度上具有实用性。

基于贝叶斯时空模型的洋山港及其附近水域事故险情分布特征分析

洋山深水港自2005年建港以来,已迅速崛起为中国最重要的国际集装箱枢纽港。近期规划调整将在北作业区设立新航道并新增锚地,这将对洋山深水港及附近水域的通航环境带来实质性改变。本文采用贝叶斯时空模型,考虑时空交互效应,对事故险情进行分析,提前研判水域风险。研究结果显示,小洋山港区和东海大桥附近水域的风险最高,航行安全水平不稳定。大戟洋和北鼎星附近水域风险次高,芦潮港沿岸码头水域风险最低。事故险情主要发生在春夏两季,特别是3月、8月和10月。这有助于制定更具针对性的监管政策和安全措施,确保航行安全和港口高效运营。

贝叶斯层次时空模型在甘肃省AOD时空分布中的应用

探究甘肃省大气气溶胶分布及变化特征,准确了解甘肃省气溶胶光学特性对研究大气环境污染、应对气候变化是非常重要的。基于MODIS MAIAC高分辨率数据,利用贝叶斯层次时空模型(Bayesian Hierarchical Spatio-Temporal Model,BHM)从时间趋势、空间格局和局部变化3个方面分析甘肃省气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)时空特征,结果表明:(1)从年际尺度上看,2001—2020年AOD年际变化趋势整体维持在0.4左右,2010—2013年变化趋势呈“V”形,起伏变动较大;从季节尺度上看,AOD季节变化呈现出春季整体高,夏季、秋季局部中心高,冬季水平低的变化特征。(2)从空间上看,AOD分布的空间格局为“东高西低、中部过渡”的趋势,冷、热点区域空间分布差异明显,热点区域集中分布在陇中、甘南和陇南地区。(3)局部AOD分布整体呈现以陇中、河西西部地区为中心向四周降低的趋势。

基于层次贝叶斯时空模型的空间多尺度联合分析模型的构建及应用研究

目的在地市和区县两个尺度下,构建基于层次贝叶斯时空模型的空间多尺度联合分析模型,并探讨该模型是否优于单独分析模型。方法在地市和区县两个尺度下,根据我国北方6省(包括内蒙古、山西、黑龙江、河北、吉林、辽宁)的布鲁氏菌病发病数据,构建基于层次贝叶斯时空模型的空间多尺度联合分析模型,并与单独分析的结果进行比较。结果全部模型中,联合分析与单独分析比较,离差信息准则略小,说明联合分析略优于单独分析。结论基于层次贝叶斯时空模型的空间多尺度联合分析模型为正确阐明和解释布鲁氏菌病的时空分布特征提供了新的思路和手段,也可为其他传染病甚至慢性病的同类研究提供方法学参考。

基于贝叶斯时空层次模型的中国宏观税负时空演化特征研究

采用贝叶斯时空层次模型,从总体变化趋势、空间分布格局和局部变化特征三个层面分析了2000—2012年、2012—2019年两个阶段中国31个省域宏观税负的时空演化特征,得出了更为系统的新结论。21世纪以来,中国宏观税负总体变化表现为倒U型演化特征,2012年营改增试点改革后倒U型拐点出现。中国宏观税负空间分布格局表现出“中部洼地”和“东部高地”的区域非均衡性。营改增试点改革后,总体宏观税负下降的同时,区域非均衡性有所扩大,税负“高地”峰度更高,“洼地”深度更深,税负“高地”和“洼地”都具有扩围特征,税负“洼地”扩围更大。因此,要高度重视宏观税负发展的不平衡性,密切关注宏观税负时空演化特征,把握经济和社会发展的全局,细分不同地区和不同行业实施差异化税负政策,落实结构性、普惠性减税政策的同时,要兼顾财政可持续性和税负的区域平衡性。

基于贝叶斯时空模型的建设用地扩张格局差异分析——以长三角和中原城市群为例

基于土地利用现状遥感监测数据,采用贝叶斯统计方法对长三角城市群和中原城市群城市建设用地扩张的时空特征及其影响因素进行研究,并探讨两个间差异规律。结果表明:(1)研究期内,两个城市群的建设用地均呈现快速扩张的态势,增长速度均在2000—2005年达到峰值,对应的净增长率分别为36.6%和31.1%。(2)两个城市群城市扩张空间演化过程差异显著,长三角城市群建设用地扩张表现为“点—轴—波式循环”模式,空间异质性较高,出现多个城市扩张热点区域;而中原城市群表现为“点—轴—网”模式,地区间扩张差异较小,温点扩张区域居多。(3)影响两个城市群建设用地扩张的主要因素有经济发展、产业结构、人口规模和居民收入。从影响程度大小的区域对比来看,经济规模、产业结构和居民收入对长三角城市群的影响程度高,人口规模对中原城市群的影响程度高。

基于贝叶斯时空层次模型(BSTHM)和地理探测器法(GeoDetector)对细菌性痢疾的环境风险评估

在全世界范围,细菌性痢疾是一个得到广泛关注的健康问题,具有显著的时空异质性,但大多数研究只是在某一区域单独实施了时间或空间层面的分析,其在不同地区的时空关联尚不清楚。考虑到山东省社会经济发展不平衡,东、中、西部差异明显,因此本研究首先利用贝叶斯时空层次模型(BSTHM)呈现山东省细菌性痢疾的时空异质性,其次利用地理探测器法(GeoDetector)分别从不同的区域(东、中、西部)来研究气象要素对此疾病的影响,且针对热点地区,量化社会经济要素及其两两的交互作用对其的解释力。结果表明,时间上,发病高峰出现在夏季。空间上,高风险地区主要分布在山东省东部和北部区县,且气象因子在不同地区对该病的影响也存在显著差异。山东省东部沿海地区最重要的两个主导因子是风速和日照时数,其解释力分别为0.28和0.22。山东省西部内陆地区前两个主导因子为平均温度和降水量,其解释力分别为0.47和0.32。山东省中部地区前两个主导因子为平均温度和风速,其解释力分别为0.66和0.48。本研究通过对山东省各个地区细菌性痢疾发病情况的时空异质性以及影响因素的分析发现,湿热的环境有利于细菌性痢疾的传播。另外,在热点地区,起主导作用的社会经济因子是第三产业比重,表明社会经济状况对细菌性痢疾的发病具有一定的影响作用,为本地区细菌性痢疾的控制和预防政策的制定提供理论依据,针对不同地区需要更具体的方案来预防、控制和分配医疗资源,以提高其疾病应对能力,减少该疾病造成的潜在损失。

基于贝叶斯时空模型探究中国女性肺癌发病风险及其影响因素

目的研究中国女性肺癌发病风险的时空分布特征,探索影响中国女性肺癌发病可能的影响因素。方法本研究利用2016年全球疾病负担(GBD)数据提取1992—2016年中国33个省级行政区分性别、年龄别的女性肺癌发病率,利用贝叶斯时空模型研究中国不同地区女性肺癌发病的时空趋势演化特征,评估中国女性肺癌标化发病比(SIR)的影响因素。结果中国女性肺癌SIR存在空间相关性且受时空交互作用的影响,14省(42.42%)发病风险大于总体水平且后验概率P(exp(u_(i)+ν_(i))>1)>0.80。贝叶斯时空模型单危险因素拟合结果显示,被动吸烟率、GDP(滞后5年),煤炭消费量(滞后5年)、老年人口比例、油烟机拥有量(滞后5年)与女性肺癌SIR显著相关(P<0.05),而吸烟率、SO_(2)排放量率等行为和环境因素与中国女性肺癌SIR无显著关联(P>0.05)。调整老年人口比例,多危险因素时空模型分析结果表明每百户家庭油烟机拥有量(滞后5年)与女性肺癌SIR显著关联,RR=0.997(95%CI:0.996~0.999),而其他因素与中国女性肺癌SIR均无显著关联(P>0.05)。结论1992—2016年中国女性肺癌具有空间聚集性,油烟暴露可能是影响中国女性肺癌发病的主要危险因素。

哪些文化因素影响了国家创新力?——基于时空层次贝叶斯模型的估计

文化是影响国家创新力的重要因素。那么,哪些文化因素会影响国家创新力呢？本文采用2011-2015年52个主要国家和地区的时空面板数据,利用时空层次贝叶斯模型,就不同文化因素对国家创新力影响进行实证分析。结果发现,不同文化因素对国家创新力影响呈现差异。其中,以个人主义、长期导向与放纵为主的文化价值观提升了国家创新力,而以男性气质、权力距离与不确定性规避为主的文化价值观会阻碍国家创新力的提升。

基于贝叶斯层次时空模型的甘肃省土地利用程度演变分析

以甘肃省为例,在基于Google Earth Engine(GEE)平台实现1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2020年土地变化监测的基础上,利用贝叶斯层次时空模型(BHM)分析土地利用程度的时空变化特征。结果表明:①研究期间内甘肃省土地利用程度呈增长趋势,其中1995―2000年和2010―2015年增长速度较明显;②土地利用程度空间格局“东高西低”,热点区域主要分布在陇中、陇东和陇南地区;③土地利用程度局部变化呈现明显区域差异,整体表现为“东弱西强”,局部变化热点区域主要分布在河西地区;④影响土地利用程度变化的主要因素是经济规模和产业结构,其中经济因素影响程度最高。

新常态下区域经济增长贝叶斯时空统计分析

文章围绕“新常态”的核心内涵,首次应用贝叶斯层次时空模型分析地区经济的增长速度、空间结构和驱动力,以山西为例进行了系统实证。结果显示：山西总体经济增长近年来表现出断崖式下滑态势,长期来看,全省各地区都属于经济增长温点区,表现出高度的同质性,山西缺乏具有引擎辐射作用、能带动全省经济发展的增长极;分阶段考察,发现地区经济增长的同质化是逐步演化而来的;在研究期内,各地区经济增长的局部变化具有一定差异;山西的经济增长主要依赖于原煤产量的增长,地区人力资本和固定资产投资的增长变动并没有对地区经济增长起到应有的促进作用。

基于贝叶斯时空建模的高速公路事故黑点判别

为了识别高速公路事故黑点,基于历史交通事故数据,建立贝叶斯时空交互模型,估计高速公路路段事故率和超常事故率。根据其后验期望序号对路段安全性进行排序,将排序靠前的一定比例路段判定为事故黑点。利用该方法对广东开阳高速公路进行事故黑点判别,并与基于贝叶斯层级泊松模型的黑点判别结果进行对比。结果表明,时空交互模型和层级泊松模型的事故路段排序结果存在显著差异。以事故率为安全评价指标时,2个方法判别的事故黑点中有73%相同;以超常事故率为安全评价指标时,2个方法判别的事故黑点中仅有20%相同。这与类似研究的结论一致,体现了解析时空关联和交互对事故黑点判别的重要性。另外,还对比了基于评价指标后验期望序号和后验均值的事故路段排序序号。结果显示二者的一致性较高。

中国人口老龄化对碳排放影响的时空异质性研究

基于2000—2019年我国31个省(区、市)的面板数据,利用贝叶斯层次时空模型,从时空角度深入剖析人口老龄化对碳排放的动态变化关系和区域差异。结果表明:老龄化对碳排放的影响具有时空异质性,在时间维度上表现出阶段性特征,影响关系发生了由促进效应向抑制效应的转变;在空间维度上表现出“中-西-东”依次递减的阶梯形特征,与中西部的促进效应相反,东部地区已表现出老龄化对碳排放的缓解趋势。为此,建议采用分时段、分区域的方式精准施策,积极发展低碳老龄化产业,重视从人口角度制定减排政策,在应对老龄化问题的同时尽早实现碳达峰、碳中和目标。

基于时空组Lasso与分层贝叶斯时空模型的变量选择方法

从高维度、大数据量的时空数据中有效选择变量是时空数据领域的重要问题之一,现有的时空数据变量选择的方法在变量选择的过程中未充分考虑时空相关性,时空变量选择阶段与预测阶段分开进行,且往往需要人为设定时空点个数阈值判定变量的取舍,从而无法较为准确的选择对因变量影响最大的变量子集,导致后续预测效果较差。本文针对上述不足,提出了一种基于时空组Lasso与分层贝叶斯时空模型的变量选择方法,称为分层贝叶斯时空组Lasso变量选择模型(Hierarchical Bayesian Spatio-temporal Group Lasso Variable Selection Method,HBST-GLVS),该方法首先利用时空组Lasso进行变量选择,通过引入最大时间滞后和最大空间邻域充分考虑时空相关性,并根据时空数据连续性,将同一时空变量的时空点进行整体惩罚,避免人为设定时空点个数引起局部片面性。然后,利用分层贝叶斯时空模型对变量选择的效果进行验证,将变量选择过程与模型验证过程置于同一框架下进行参数的调整,从而得到最优的变量子集。实验结果表明,与现有方法相比,本文方法在北京空气质量数据集、波特兰交通流数据集上的RMSE(Root Mean Square Error)和MAE(Mean Square Error)可分别降低9.6%~25.7%以及6.6%~15.9%。

广东省城市供水安全水平时空格局及成因分析

依据广东省2010年~2020年21个地级市经济社会发展和供(用)水数据,研究构建城市供水安全保障评价指标体系,采用指标体系法评价各地市供水安全保障水平,利用贝叶斯时空分配模型揭示供水安全保障水平时空格局的变化特征及其主要影响因素。结果表明,广东省城市供水安全保障水平近10年总体呈波动下降趋势,2017年后下降明显;其供水安全保障水平空间不均衡格局显著;人口密度、人均GDP、万元GDP用水量以及工业用水量是该省城市供水安全保障水平的主要影响因素。人口密度和人均GDP在珠三角形成高值聚集区,而万元GDP用水量则在珠三角形成低值聚集区,是该省城市供水安全保障水平时空格局形成的主要成因。

中国乡村旅游公共服务水平时空演化及成因分析

加快补齐乡村旅游公共服务短板,是推动乡村旅游高质量发展的必然选择。文章选取全国30个省(区、市)乡村旅游公共服务水平为研究对象,运用贝叶斯时空层次模型探究2006—2018年全国及东、中、西部地区乡村旅游公共服务水平及时空演化规律,借助定性比较分析法解析了引致热点区、温点区和冷点区3种类型的构型组合,并进一步探讨了各子系统作用机制。研究结果表明:(1)全国整体乡村旅游公共服务水平呈现阶段性上升态势,呈现东部、中部、西部阶梯递减格局,且西部地区发展活跃度更高。(2)三大地区线性变化速度符合边际效用递减规律,东部呈现正负交替的周期性,中部多数地区进入平缓周期,西部则进入上升周期。(3)软、硬环境对乡村旅游公共服务共同作用,硬环境是乡村旅游公共服务水平提升的必要非充分条件,旅游基础设施系统是内部支持因子,旅游交通便捷服务系统是敏感因子,旅游信息服务系统是潜在因子,旅游公共环境系统是显性因子;软环境则是充要条件,旅游安全保障系统是非敏感因子,旅游人力资源系统是基础因子,旅游文化娱乐系统是消费需求因子,旅游行政服务系统是外部支持力。

北京市2008-2018年肺结核时空分布及影响因素分析

目的分析2008—2018年北京市肺结核报告发病率的时空分布特征及影响因素。方法肺结核病例数据来源于2008—2018年中国疾病预防控制信息系统结核病信息管理系统,采用ArcGIS 10.2软件可视化肺结核发病率的时空分布;街道/乡镇尺度上分析(Getis’s G*_(i),统计量)发病率的空间聚集性:贝叶斯时空模型分析影响其时空分布的因素包括城市化率、人均GDP、每千人口医院床位数、常住外来人口和人口密度。结果2008—2018年北京市肺结核报告发病率呈下降趋势,从58.64/10万下降到30.43/10万。通州区、昌平区等城市发展新区的发病率较高,热点集中在其局部地区;东城区、西城区等功能核心及拓展区的发病率较低,冷点也集中在该区域。肺结核发病风险与城市化率和常住外来人口相关,其中,城市化率每增加1%,患肺结核的M值也会增加1%;常住外来人口每增加1万人,患肺结核的M值会增加0.6%。结论北京市肺结核的防控重点区域需关注城市发展新区;城市化进程加快的同时,需加强常住外来人口中的结核病防控,以期降低当地结核病发病率。

利用贝叶斯时空模型分析山东省手足口病时空变化及影响因素

手足口病是一种常见的传染病,多见于5岁以下儿童。近年来,中国手足口病发病人数逐年上升,疾病疫情也越来越受到公共卫生部门与社会大众的关注。虽然已有不少手足口病相关的研究,但对其时空变化及影响因素驱动效应的研究仍然较少。本文采用贝叶斯时空模型,对2008年山东省手足口病高发时间段(5-8月)的发病时空演变特征进行系统分析,并探究影响手足口病发病风险的气象因素。结果表明:1空间上不同区县的手足口病发病风险存在一定差异,且区县间的发病风险随时间变化趋势也各不相同;2 5月和6月手足口病发病风险明显高于整个研究阶段(5-8月)平均发病风险;3对手足口病发病风险影响较大的气象因素依次是:周平均温度、平均风速和平均气压。本文针对山东省手足口病时空演化特征及气象影响因素的研究,能为高发时间段内手足口病的区域化防控提供科学依据。

基于贝叶斯时空模型广州市手足口病精细时空尺度下发病影响因素分析

目的了解广东省广州市手足口病的流行特征及其发病影响因素,为开展手足口病的综合防控提供科学依据。方法收集广州市2010—2014年手足口病病例数据、气象数据和社会经济人口数据,应用描述性统计分析方法和贝叶斯时空模型分析手足口病的流行特征及其发病的影响因素。结果广州市2010—2014年共报告手足口病发病289216例,其中2010、2011、2012、2013和2014年分别发病35416、46277、55015、71905和80603例,发病率分别为319.53/10万、364.36/10万、431.44/10万、560.05/10万和626.23/10万,广州市手足口病发病率呈逐年上升趋势(χ^2趋势=17406.20,P<0.001)。广州市2010—2014年男性手足口病发病率(556.60/10万)高于女性手足口病发病率(364.58/10万),差异有统计学意义(χ^2=12383.86,P<0.001);年龄≤5岁儿童手足口病发病最多,占总发病数的95.06%;手足口病发病以散居儿童为最多,占总发病数的74.80%;手足口病发病数从3月份开始增加,全年有4—7月和9—10月2个发病高峰;发病率较高的区域主要集中在城乡结合地区、流动人口较多的地区及远郊地区,其中大石街、黄村街、凤凰街、新华街、沙面街、大沙街发病率较高。贝叶斯时空模型结果显示,城中村比例增加和人均国内生产总值增加是广州市手足口病发病的危险因素,后验估计相对风险分别为2.657(95%CI=2.019~3.481)和1.012(95%CI=1.007~1.017);周平均气温上升和公交车站数目增加是广州市手足口病发病的保护因素,后验估计相对风险分别为0.995(95%CI=0.993~0.997)和0.996(95%CI=0.995~0.997)。结论城中村比例、人均国内生产总值、周平均气温和公交车站数目是广州市手足口病发病的主要影响因素,减少该病的发生需要采取综合的防控措施。