基于ESDA的城市可持续发展能力时空分异格局研究

可持续发展是复杂城市系统的动态变化过程,准确定量地评估和分析城市可持续发展能力,能够为城市发展战略制定、资源优化配置等提供参考依据,具有重要的理论意义和应用价值。本文以2003-2013年间中国30个省级行政区280个地级及以上城市为研究对象,基于数据包络分析(DEA)和探索性空间数据分析(ESDA)方法,研究中国城市可持续发展能力的时空差异特征。首先基于数据包络分析的思路,将资源、环境投入作为输入指标,人口、经济、社会发展作为输出指标,城市每年的发展状况作为评价单元,建立评价指标体系。然后采用探索性空间数据分析方法,分析城市可持续发展能力的时空格局变化,探索其空间分布格局、空间关联模式、空间集聚状态和空间异质特征。结果表明:第一,全国地级以上城市的可持续发展能力上升趋势明显;第二,城市可持续发展能力与经济格局、行政级别存在较好拟合,呈现出东部高于西部、直辖市高于地级市的区域差异特征,地域之间差异正逐步缩小。从空间演变格局来看,2003年、2008年、2013年城市可持续发展能力呈现正的空间自相关,但相关性逐渐减弱;第三,城市可持续发展能力的空间依赖性和空间异质性同时存在,整体热点区主要分布在中国东部地区,而中部、西部地区城市的可持续发展能力逐年提高,并呈局部高值空间聚集状态。

基于ESDA的福建省县域经济差异

基于ESDA方法,利用福建省1998年、2002年及2006年各县域人均GDP数据,对福建省县域经济发展水平的空间差异程度进行了分析.结果表明:福建省1998年、2002年和2006年全局Moran′s I指数均达到显著的空间正相关,区域经济发展呈现出明显的空间集聚现象;1998年至2006年,全局Morans′I值有降低的趋势,县域经济差异扩大.福建省经济发展的局部空间集聚现象亦十分显著,"高-高"关联的县域主要分布在闽东南和闽东部分地区,"低-低"关联的县域分布在闽北地区及闽西部分地区.总体上,经济发展水平呈正关联的县域数量远高于呈负关联的县域数量.并提出了解决差异扩大化的可行性建议.

基于DEA-ESDA的农业生态效率评价及时空分异研究

采用考虑非期望产出的SBM（Slack-Based Measure）模型,结合探索性空间数据分析方法（ESDA）,对甘肃省各县（区）2000~2014年的农业生态效率及空间分布格局进行实证分析。结果表明：（1）考虑非期望产出和不考虑非期望产出的农业生态效率之间存在着明显差异,而考虑非期望产出的农业生态效率结果更符合实际情况。（2）在研究期内甘肃省农业生态效率呈持续上升态势,但整体效率偏低;空间变化趋势呈现自西向东、自南向北递减态势,但南北差异小于东西差异。（3）从全局空间分异来看,除2001~2003年外,甘肃省各县（区）农业生态效率呈现正相关特征,空间集聚现象显著;从局部空间分异来看,处于空间正相关地区数量在研究期内逐渐下降,区域农业生态效率的集聚现象减弱。农业生态效率高高（HH）集聚主要分布在河西走廊及甘南地区,空间上具有明显的向邻接地区扩散的趋势;低低（LL）集聚主要分布在甘肃省中部地区,空间分布较为稳定。

基于ESDA_GWR的我国体育彩票销售额及其驱动因子的空间异质性研究

体育彩票在我国的体育事业、社会公共福利和公益事业等方面都发挥着巨大的作用,然而,各省的体育彩票发展并不均衡,存在较大的空间差异。通过搜集1997—2012年各省体育彩票销售额及2012年各省社会发展指标的相关数据,运用探索性空间数据分析(ESDA)方法和地理加权回归(GWR)模型,采用OpenGeoDa和ArcGIS10软件对相关数据进行处理,分析我国体育彩票销售额及其驱动因子的空间异质性。研究表明,我国31个省区体育彩票销售额具有明显的空间集聚特征,集聚程度经历了"上升—突然下降—再上升—相对稳定"的过程;除少数中部省份外,东部沿海省份仍是我国体育彩票发展最具活力的地区,区域性寡占的市场特征十分明显;构建的GWR模型拟合度较高,能够较好地解释各省体育彩票销售额空间分异情况。

基于ESDA的重庆市区县经济差异分析

采用探索性空间数据分析(ESDA)方法中的全局空间自相关和局部空间自相关分析技术,结合经济地理学与空间经济学等相关经济理论,实证分析直辖以来重庆市区县经济的空间结构及其演变趋势与特征,结果表明:重庆市区县经济的总体空间差异现象显著存在,且已形成了层级较为分明的经济空间发展格局;认为当前重庆市区县经济发展正处于二元经济与城乡统筹、区域协调发展的过渡阶段,经济差异扩大是暂时的,据此提出了3个努力方向以促进重庆城乡统筹、区域协调发展.

基于GIS-ESDA的城市热岛效应研究

随着城市化水平的不断提高,大中型城市热岛效应愈显严重。采用地理信息系统(GIS)与探索性空间数据分析(ESDA)相结合的方法,综合计算各因子作用及温差,以长沙市为例,研究了城市热岛分布、热岛强度的空间分布与城区人口密度、用地类型的关系。研究结果表明:(1)城市热岛及热岛区域人口呈集聚分布;(2)地块间的温差与用地类型及人口密度有密切联系,商服公共设施用地上的人口密度与热岛强度呈正相关性,工业热源地区该关系则呈二次方程曲线形式;(3)人口密集、建筑紧凑的街道在人口密度超过200人/hm2后将有可能形成新的热岛。(4)商服公共设施和工业热源因素对城市下垫面热量有互生性及放大性。

使用ESDA和Kriging技术进行乙肝制图研究

疾病制图是进行疾病发生情况分析和监测的一项重要技术。它是将地理分布的疾病观测数据,使用合适的空间插值技术,制作成连续分布的疾病地图的过程。介绍了ESDA和Kriging技术,通过实际数据展示了二者的结合在我国乙肝疾病数据制图中的应用。分析结果指出,我国乙肝发病率地理分布特点为:西北内蒙和甘肃一带、中南和华东部分地区和东北部分省市为高发地区,长江以南高于长江以北,东部沿海高于西部边疆。

基于PCA-ESDA的成渝城市群经济发展空间差异研究

基于统计年鉴面板数据,运用主成分分析法(PCA)和探索空间数据法(ESDA)对成渝城市群各城市经济发展水平进行综合测度,并在空间上对其集聚和异质性进行分析。研究提取出经济实力、经济品质和经济结构三项主成分,评价得分和空间相关性的综合研究表明:经济实力上,全局与局部相关性均不显著,成渝两城市极化明显,缺乏区域副中心城市,城市群发展能级不足;经济品质上,空间相关性以“二元集聚”的异质性显著呈现,重庆地区辐射带动效应强于四川地区;经济结构上,“川东—渝西”产业板块日益显现,但存在产业同质化现象。研究综合面板数据和空间地理数据,客观揭示了成渝城市群的经济发展水平差异,并提出相应的发展对策,以期对成渝区域协调发展提供理论和实践参考。

高校创新产出及其驱动因子的空间分异:基于ESDA——GWR的实证

利用空间自相关方法和地理加权回归模型分析2008—2017年我国高校创新产出及驱动因子的空间分异特征。结果表明,高校创新产出展现整体发散、局部趋同的空间演进态势;高校创新产出的空间集聚特征显著,集聚强度以倒"U"型变迁,近些年聚集效应总体增强,高—高聚集型和低—高聚集型具有较明显的时空演进特征,分学科类型来看,仅理工农医类高校创新产出与总体创新产出的空间集聚特征趋同;高校创新产出的正向驱动因子具有明显的地域特征,各自变量指标回归系数由东向西逐渐递减,人力资本水平对高校创新产出具有负效应。

基于ESDA方法与空间计量模型的房价溢出效应分析

一个地区房价的波动可以通过时间滞后传递到其他地区,从而产生房价溢出效应。本文以我国31个省际区域2005~2014年的数据为样本,运用探索性空间数据分析(ESDA)对31个省的房价空间分布格局及演变态势进行分析。然后运用空间计量模型分析我国省际房价变动的影响因素,并从地理因素和经济因素两个方面研究房价溢出效应。研究结果表明:中国31个省域间的房价存在明显的空间相关性;地区的城市化率、城镇就业人员平均货币工资、二、三产业产值占GDP比重对房价有显著的影响,房价存在显著的空间溢出效应,经济距离对地区房价影响比地理距离的影响更显著。

基于ESDA的山西省县域旅游经济空间差异分析

选取2004~2013年山西省县域旅游经济相关数据,构建旅游经济发展水平评价指标体系,计算出山西省县域旅游经济发展水平,以此为基础,采用探索性空间数据分析（ESDA）方法对山西省县域旅游经济发展水平进行全局空间自相关和局部空间自相关分析,探索山西省县域旅游经济发展水平空间分布特点。研究发现,山西省县域旅游经济发展水平呈现集聚性分布,形成了以大同为中心的晋北宗教旅游区;以太原为中心的中部晋商文化旅游区;以运城为中心的晋南特色旅游区,并对山西省县域旅游经济空间发展做了一些有益的探讨。

基于ESDA和Markov的土地利用时空格局演变

开展区域土地利用时空格局演变研究,掌握土地开发利用的现状和趋势,为开展土地利用结构优化方案评价探索有效的方法。本文以华池县土地利用总体规划(2010-2020)为研究对象,以规划调整完善时点(2014年底)为研究时点,运用探索性空间数据分析方法(ESDA)和马尔科夫链(Markov)研究土地利用时空格局演变趋势。研究结果表明:(1)华池县2009-2014年土地利用程度不断提高,2015-2020年呈现下降趋势;(2)华池县土地利用程度存在显著的正空间自相关性,空间集聚分布特征日趋明显;(3)华池县土地利用等级在较低利用级与中等利用级之间的演变频繁,其他利用级基本稳定。研究结论为:(1)在规划调整完善中,华池县需适度调整控制指标,优化土地利用结构布局;(2)将ESDA和Markov二者结合使用是开展土地利用结构优化方案评价的理想方法。

区域协调发展下的生产安全事故时空演化特征

为了明确区域风险源的空间分布及生产安全事故的空间相关性,探索区域生产安全事故的时空演变规律。以四大经济区划分下我国国内(不含港澳台,下同)的31个省(自治区、直辖市)2005—2020年的面板数据作为研究样本,通过多种时空特征分析方法可视化展示我国国内生产安全事故的时空分布特征,并运用探索性空间数据分析(exploratory spatial data analysis,ESDA)方法分析其空间相关性演化过程。研究结果表明:生产安全状况的空间分布由“高-高”集聚转为“低-低”集聚为主,事故空间分布不平衡问题显著;目前事故空间集聚稳步提高,区域差异减小,对周边地区有正面空间溢出效应,东部沿海地区通过“涓滴效应”逐步改善了周边省份和地区的生产安全状况。研究结果可为具体调整各区域生产安全状况提供参考。

基于耦合协调分析的火灾-经济-环境时空演化研究

为探究火灾、经济、环境的时空演化特征,基于2000—2019年中国火灾、经济、环境数据,建立火灾-经济-环境耦合协调模型,研究火灾、经济、环境系统的耦合发展水平;结合探索性空间数据分析(ESDA)方法研究我国31个省域各子系统时空演变特征及聚集性,并基于Moran'I检验开展火灾、经济、环境空间相关性分析。研究结果表明:2000—2019年火灾、经济和环境综合发展耦合良好。从时间维度上,2000—2019年耦合度和协调度呈上升趋势,耦合度受火灾综合得分影响,协调度受经济子系统影响;从空间维度上,经济发展是影响31个省域耦合协调度的主要因素。从耦合关系时空演变分析看,省域耦合度随时间呈聚集状态,耦合协调度在空间聚集中呈随机性。火灾、经济和环境对耦合协调的不同影响,导致协调类型及空间聚集状态不同。

安徽省大气污染物时空分布特征及演化规律

在区域复合型大气污染逐渐常态化之下,联防联控治理的新模式已成为解决区域性大气污染的根本途径和有效措施.利用2015年冬季(2015年11月8日—2016年1月20日)、2016年冬季(2016年11月8日—2017年1月20日)安徽省16个城市大气污染物(NO_2、SO_2、CO、O3、PM_(10)、PM2.5)浓度数据,结合耦合协调度模型、探索性空间数据分析和障碍度模型,分析大气污染物的时空格局特征,描述其演变规律和总体走向,诊断区域大气污染物中的首要障碍因子.结果表明:(1)安徽省大气污染物浓度水平具有时间波动性和空间非均衡性,NO_2、O3、PM_(10)和PM2.5指数水平表现为递增态势,整体呈现"两高一低",即皖北高(0.050 3)、中部地区高(0.050 1)和皖南低(0.040 5)的态势,年际变化呈增长趋势,空间分异度变化较大;(2)安徽省大气污染物耦合度较高,基本维持在拮抗阶段(2015年冬季和2016年冬季耦合度年均值分别为0.480、0.479),皖北呈增加态势,而中、南部城市主要呈略微降低趋势;包括极度失调和严重失调两种类型(2015年冬季和2016年冬季协调度平均值分别为0.114、0.123);(3)安徽省内各城市大气污染物在全省范围内热、冷点分布迥异,2015年冬季和2016年冬季主要经历了聚拢(NO_2、O3向中部城市聚拢)和北迁(PM_(10)、PM2.5往北迁)两个过程.研究显示,结合安徽省大气污染物障碍度测量分析,优化和量化区域大气污染物中的首要障碍因子,可为有效开展地区大气污染的防控治理及区域联动提供有利保障.

空间数据:性质、影响和分析方法

20世纪90年代以来,以信息技术为主要标志的科学进步日新月异,正深刻地改变着人类社会的生产和生活方式。人类活动所涉及的信息80%以上属空间信息,可由地理坐标确定其空间区位,美国已将发展空间信息科学视为提升其国家竞争力水平的重要途径之一。2000年美国国家地理信息与分析中心(NationalCenterforGeographicInformationandAnalysis,NCGIA)在其跨世纪的研究规划中提出了发展地理信息科学的Varenius计划。Varenius计划要求研究空间信息的不确定性理论,并开发处理这种不确定性的空间数据分析技术。鉴于空间数据的两维多方向性,空间数据所包含的误差远比单一方向性的时间序列数据来得复杂。最近发展起来的空间统计学和空间计量经济学不仅解决了标准统计方法在处理空间数据时的失误问题,更重要的是为测量这种空间联系及其性质、并在建模时明确地引入空间联系变量以估算与检验其贡献提供了全新的手段。基于美国地理信息科学的发展动态,重点阐释空间统计学和空间计量经济学的理论基础,包括空间数据的性质、空间信息的误差理论、空间数据分析的类型和内容。

省级区域旅游产业-社会经济-生态环境耦合协调度空间相关性研究——以广西为例

构建了广西旅游产业-社会经济-生态环境耦合协调度评价指标体系,计算广西各地级市的耦合协调度,引入ESDA方法及灰色预测模型进行空间相关性研究与模拟预测.结果表明,全局空间自相关为负自相关关系,空间单元为离散状态并逐步向随机状态转化;Moran散点图与LISA聚集图显示的局部空间自相关关系中,空间关联特征主要表现为"高低(HL)"和"低高(LH)"两种模式,南宁、来宾通过显著性检验.近期耦合协调发展水平趋势稳定,但整体水平不高,导致整体空间关联格局不会产生根本性变化.

湖南省森林火灾空间分布特征分析

采用探索性空间数据分析方法对湖南省林火的分布规律进行了分析研究。结果表明,湖南省各个市(县)的林火分布存在着不均匀性,有4个林火高发区域和3个林火低发区域。林火次数由南向北、由西向东呈上升趋势。一般森林火灾发生次数较多的县市在空间上的分布大致呈一个"C"型;较大森林火灾的空间分布特点为"东多西少";重大森林火灾发生的空间分布特点是"周边多、中部少"。根据分析结果,应对林火进行分区管理,以提高林火管理水平、节约防火资源。

江苏省县域森林生态安全评价及空间计量分析

通过考察生态区位因素对森林生态安全的影响,建立评价指标体系,研究其空间相关性的内在效应机制,从而实现森林生态安全的评价与监测。以江苏省80个区县为研究对象,基于2000—2015年面板数据,运用熵权法、专家法及模糊物元法计算森林生态安全指数,然后结合气象类指标及地形类指标计算生态区位系数,再用该系数修正森林ESI,同时结合Arc GIS技术、空间相关性分析、SLM与SEM模型得出如下结论:(1)人口密度、单位面积能源消耗量、退耕还林面积占比等指标权重最大;(2)生态区位系数高值区主要分布在江苏南部少数地区,低值区主要分布在江苏东北部;(3)苏南地区森林生态安全状况整体好于苏北及中东部地区;(4) 2000—2015年,江苏省67.5%的区县森林ESI呈现出较明显下降趋势,反映出江苏省森林生态安全发展状况不容乐观;(5)江苏省县域森林ESI整体空间相关性显著(P≤0.01),但2000—2015年空间聚集程度有所下降,且Low-Low聚类显著性更强;(6)森林ESI在江苏省县域间为扩散效应与回流效应并存。

东北三省碳排放时空演变多尺度分析——基于DMSP/OLS夜间灯光数据

动态分析碳排放的演变趋势,对低碳经济的发展具有重要的科学依据和应用价值。基于DMSP/OLS夜间灯光数据,构建东北三省的碳排放模型,从栅格级、市级及县级模拟分析1994—2013年碳排放的时空演变特征。结果表明:(1)1994—2013年,东北三省CO排放量与夜间灯光DN总值间的相关系数均较高,平均相对误差均较小,估算模型有效。(2)碳排放总量逐年增长,形成以中心城市为核心,逐渐呈放射状向外扩张的态势;碳排放量较高的城市主要分布在盘锦、沈阳、辽阳和大连;高碳县域主要分布于盘锦、沈阳和大连的市中区。(3)碳排放具有显著的全局空间正相关,形成了以辽宁省的高碳集聚区和以黑龙江省的低碳集聚区为主的城市集聚态势;县域的高碳集聚区较稳定于辽宁省的6个县域,低碳集聚区主要在黑龙江省西北部和中部以及吉林省东部波动分布。