基于Geodetector和MGWR的贵州工业碳排放效率时空演化及影响因素分析

探究工业碳排放效率的时空演化及影响因素对区域产业绿色发展具有重要意义。基于2010—2020年贵州省9个市州的面板数据,利用super-SBM模型与Malmquist指数对工业碳排放效率进行静态和动态分析,并采用探索性时空数据分析方法揭示时空交互特征;基于此结合地理探测器和多尺度地理加权回归模型研究其影响因素。结果表明:①贵州工业碳排放效率整体呈上升趋势,年均增长率为8.45%。②技术进步是贵州工业碳排放效率提升的主要内动力。③工业碳排放效率空间自相关的时间路径长度呈现由东部市州向中、西部增大的趋势;贵州各市州的工业碳排放效率随时间演变呈现出较强的空间依赖关系。④对外开放程度、城市化水平、能源消耗强度、产业结构、重工业水平、生产力水平6个因素是影响工业碳排放效率的主导因子,且影响显著性出现不同程度的提高;对外开放程度、能源消耗强度与工业碳排放效率存在负相关,其余主导因子与工业碳排放效率呈正相关。

基于InVEST和MGWR模型的安徽省生境质量评估及驱动

[目的]评估安徽省生境质量并研究其驱动机制,以期为安徽省生态环境管理和社会经济可持续高质量发展提供理论参考和科学依据。[方法]以安徽省为研究区,基于InVEST模型对2000年、2010年、2020年生境质量进行评估,并运用热点分析和MGWR模型对影响生境质量空间分布格局的自然—社会经济因子进行分析。[结果](1) 2000—2020年安徽省生境质量整体呈现下降趋势,下降率为3.01%,且生境质量较差区分布面积最广。(2)生境质量的空间分布格局呈现“以山地丘陵地区为主的南部和西部高,以耕地和建筑用地为主的北部和中部低”态势,且具有明显的空间集聚性。(3)坡度、NDVI、建筑用地比例和土地垦殖率是影响安徽省生境质量空间分布的关键因子,平均回归系数分别为0.138,0.084,-0.213,-0.557。坡度对生境质量具有正向效应,NDVI对生境质量的影响以正向效应为主,三期正向效应影响面积比例均达到80%以上,建筑用地比例和土地垦殖率对生境质量的负向效应随时间变化分别增强和减弱。[结论]建筑用地比例和土地垦殖率会使生境质量降低,未来应加强土地利用的管理和注重城镇扩张规模。

基于MGWR的街道尺度下建成环境对城市活力空间分异影响机制研究——以沈阳市中心城区为例

建成环境与城市活力的关系是城乡规划领域的重点研究议题,本文以街道为研究单元,以沈阳市中心城区为研究区域,运用百度热力图数据、建筑轮廓数据、路网数据、遥感影像数据与POI数据等多源大数据,应用多尺度地理加权回归模型(MGWR模型),探讨密度、多样性、设计、目的地可达性与交通站点距离5个维度的建成环境指标对城市活力的影响机制。研究结果表明:①城市活力呈现由中心向外围逐渐减弱的圈层式结构,建成环境对于城市活力影响具有明显的空间异质性;②商业服务中心性、路网密度、建筑密度、功能混合度、地铁站点密度5个指标对各街道城市活力均呈较强的正向影响,且存在明显的空间分异规律;③绿化率、公交站点密度对于城市活力在所有街道上均表现为负向影响,且绿化率的影响强度高于公交站点密度;④人口密度对城市活力影响除马官桥街道外均呈负向影响,影响系数均较小,影响程度微弱。⑤道路交叉口密度对于中心城区西部的12个街道城市活力呈正向影响,影响系数较小,影响程度微弱,而对于其余街道均呈负向影响,且负向影响程度明显强于正向影响。

基于MGWR模型的合肥市住宅市场价格因素分析

选取一段时间内合肥市主要城区(包河区、瑶海区、庐阳区、蜀山区)的二手房市场价格,通过多尺度地理加权回归模型分析所选区域内房宅价格及其影响因素。结果表明:所选区域内房宅市场价格受到空间区位的影响,存在着一定程度内的空间异质性;传统的普通最小二乘法模型在描述这种空间异质性数据时存在着诸多限制和挑战,无法胜任描述基于空间特征的价格模型;多尺度地理加权回归模型比一般的地理加权回归模型拟合度更佳。

基于MGWR模型的轨道站点客流时空影响因素研究——以西安地铁1-6号线为例

为探究轨道站点客流时空分布差异及影响因素,以西安市地铁1—6号线为例,结合多源数据构建混合地理加权回归(MGWR)模型,定量分析建成环境及用地特征、交通接驳设施及站点自身属性因素对高峰时段进出站客流的影响.结果表明:西安市轨道站点客流存在显著的空间相关性,同最小二乘(OLS)模型相比,MGWR模型拟合优度更高,能够精确刻画客流与各因素的时空影响关系;公交线路数、居住用地面积、商业用地面积是轨道站点客流的显著影响因素,受高峰时段和出行行为的影响,不同变量的回归系数存在明显差异;各影响因素对客流的影响效果呈现不同程度的空间差异,对未来轨道交通周边规划设计提供参考.

基于MGWR模型的黄河流域GPM卫星降水数据降尺度研究

黄河流域地域广阔,但气象站点分布较少,导致气象资料短缺。卫星降水可以作为气象站点观测的重要补充,但其空间分辨率有限,导致其在区域研究中作用有限。以黄河流域作为研究区域,针对全球降水观测计划(GPM)卫星降水产品,以2002、2012年和2020年降水数据作为干旱年、标准年以及湿润年3个典型气候年份,在综合考虑归一化植被指数(NDVI)、数字高程模型(DEM)、坡度(Slope)、地表温度(LST)和风速(WDS)多种反映降水量空间分布特征的影响因子及其空间非平稳性特征的基础上,采用地理加权回归(GWR)模型、混合地理加权回归(MGWR)模型2种降尺度方法,得到了黄河流域1 km空间分辨率的降尺度降水数据,并进一步通过地面气象站点数据对降尺度结果进行验证。结果表明:(1)GPM年降水数据与地面气象站点观测数据在2002、2012年和2020年的黄河流域地区具有较高的相关性。(2)经MGWR模型降尺度的降水数据空间分辨率得到了显著提高,且在降水变化的空间细节表达方面较GWR模型更优。(3)在3个典型气候年份中,MGWR模型在降水量标准年中相对于GWR模型具有更高的准确性。研究结果能够为相关区域范围的降水降尺度研究提供宏观参考与借鉴,促进区域气候水文研究。

人类活动对生境质量的影响及空间关系定量分析——以石家庄为例

定量分析并揭示人类活动对生境质量的影响及相关关系,可为区域生态环境的治理及修复提供科学依据。以石家庄为例,基于2010年、2015年、2021年遥感影像解译土地利用结果,利用InVEST模型评估石家庄生境质量的时空演变,结合土地利用、夜间灯光、人口密度数据构建人类活动强度指标,运用双变量空间自相关和多尺度地理加权回归模型分析人类活动与生境质量的空间相关性及其对生境质量的影响。结果表明:2010—2021年,研究区的人类活动强度变化较小,整体处于较低水平,总体为增长趋势,空间上呈西低东高分布;研究区的生境质量平均值处于中等级,呈V型波动,先减小后增加,且呈西部高、中部及东部低的分布特征;人类活动对生境质量的影响存在显著空间异质性,整体以负相关为主且影响程度减弱,在河流沿线及局部山区呈正相关。未来石家庄生态环境保护及修复措施需要考虑人类活动强度与生境质量间的空间相关性,将中东部地区作为重点,控制建设用地发展,保护基本农田,加强滹沱河沿线生态修复,以提高生境质量。

河谷城市“三生”空间冲突演化与分异机制——以兰州市为例

文章以河谷城市甘肃省兰州市为例,在测度“三生”空间冲突强度并揭示多尺度分异机制的基础上提出冲突协调策略。结果显示:①“三生”空间格局演化与地域分异显著。生活空间的增加主要源于对生态空间和生产空间的侵占。②兰州市“三生”空间冲突时空演化与地类分异显著。时序上,“三生”空间冲突强度呈持续上升态势,整体处于基本可控级别;空间上,形成了“一心、两翼、多轴带”的空间冲突格局;就地类而言,城镇的生活空间与生产空间冲突水平较高。③兰州市“三生”空间冲突影响因素尺度效应和异质性明显。高程、坡度、地形起伏度等对“三生”空间冲突具有抑制作用;人口密度、人均G D P、夜间灯光指数等因素加剧了区域“三生”空间冲突程度。

辽宁省传统村落可达性影响因素及其空间异质性

交通可达性是支撑传统村落保护与发展的重要基础。文章以辽宁省116个传统村落为研究对象,借助核密度分析、地理探测器、多尺度地理加权回归模型等方法对辽宁省传统村落空间分布、可达性影响因素及空间异质性进行研究。结果表明:1)辽宁省传统村落空间分布总体呈现两带四核的特征;2)可达性空间分布由中部向周围圈层递减;3)可达性各影响因素作用强度:高程>路网密度>生产总值>旅游禀赋>年均气温>城镇开发强度>坡度>年均降水量,且各影响因素的叠加作用要远大于单项因素的作用;4)在较为落后偏远的山区,自然环境因素是影响此区域传统村落可达性的主导因素,而在自然条件较为优越的平原地区,传统村落可达性主要受社会环境因素的影响。由此可见,可达性影响因素的空间异质性对于传统村落保护与振兴的差异化路径具有一定的影响作用。

城市建成环境对共享单车出行影响的时空特征——以深圳市为例

以深圳市为例,利用共享单车OD等多源数据,从工作日、休息日多时段分析共享单车出行时空特征,并构建基于客观物质空间、主观感知体验的建成环境“5Ds”指标,运用多尺度地理加权回归模型(MGWR)解析不同建成环境对共享单车出行流量影响的时空异质效应。研究表明:1)时间上,工作日和休息日早、晚高峰的共享单车出行流量较其他时段整体显著,且休息日较工作日的峰值时段具有滞后性;空间上,各峰值时段的出行流量高值区域呈“多核集聚、带状延伸”的分异格局;2)各建成环境要素对共享单车出行流量影响的时段差异显著。就业设施密度、围合度及人口密度在各时段均具有高解释度,其影响力整体呈全局显著特征,其余变量则在不同时段存在局部显著效应;3)各时段影响较为显著的变量在空间作用尺度上存在分异。就业设施密度与围合度的影响力在各时段的空间变化最为稳定,街道绿视率与人口密度在不同时段呈现差异化的空间分布特征。

贵州省NPP时空动态特征及其对人类活动和气候变化的响应研究

【目的】气候变化对陆地生态系统产生了深刻影响,认识气候变化背景下陆地生态系统的演变特征对于缓解和应对气候变化具有重要意义。为揭示气候变化和人类活动背景下贵州省净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的时空演变特征及其驱动机制,【方法】利用Theil Sen-MK趋势分析、Hurst指数等探究了贵州省NPP的时空演变特征,并结合MGWR模型分析了人类活动和气候变化对NPP的影响机制。【结果】结果表明:(1)2000—2020年期间,贵州省NPP总体呈波动上升趋势,其中林地整体NPP上升,耕地下降;(2)基于Theil Sen-MK趋势分析与Hurst指数的分析发现贵州省NPP未来变化趋势以持续改善为主;(3)MGWR模型模拟结果显示,2000—2020年NPP受人类活动的影响最大,其中,2000—2010年人类活动导致NPP降低,气候因素导致NPP增加,2010—2020年人类活动导致贵州东北部地区NPP增加。【结论】研究揭示了贵州省陆地生态系统近20年NPP持续上升,人类活动与气候变化共同造成了NPP区域空间分异,研究结果为NPP的变化机理研究提供了重要理论支撑。

路网形态与城市活力的多尺度空间关系研究——以广州市中心城区为例

城市活力作为刻画城市社会经济发展的重要指标,其影响因素被持续关注。路网作为人与人联系的桥梁一直影响着城市活力,而路网形态对城市活力影响的空间异质性问题却鲜有研究。本文依据地理空间大数据,采用多空间尺度下的接近度和穿行度来量化表征路网形态,组合其他相关建成环境变量,构建多尺度地理加权回归(MGWR)模型,探究路网形态与广州市中心城区城市活力的多尺度空间关系。结果表明:①城市活力与路网形态的空间分布具有较强的相关关系。②相较于传统最小二乘(OLS)模型和地理加权回归(GWR)模型,MGWR模型可以充分表达解释变量对于因变量的空间异质性差异,且在不同空间尺度下回归结果更为稳健。③接近度在不同空间尺度均具有强空间异质性,且对城市活力具有正向影响,随空间尺度增加,接近度对城市活力的正向影响增强,在空间分布上接近度对商圈附近路网依赖性强的区域的城市活力正向影响更强;穿行度在不同空间尺度均有弱空间异质性,随空间尺度增加,接近度对城市活力的负向影响减弱,在空间分布上穿行度对商圈区域城市活力的负向影响更强。④不同空间尺度路网形态变量的差异可以改变其他建成环境变量对城市活力的影响。

街区蓝绿空间对热环境影响的空间异质性研究

【目的】蓝绿空间对热环境优化的积极效应已获得广泛关注,但现有研究对蓝绿空间指标影响热环境作用的空间异质性探究不深入,挖掘多维度蓝绿空间对热环境的影响有利于气候适应性城市建设。【方法】将蓝绿空间破碎化、热环境恶化的天津市中心城区作为研究区域,以地表温度作为热环境表征指标,借助Fragstats 4.2与Guidos Toolbox 2.9软件计算蓝绿空间规模、形态、布局3个方面的表征指标,引入多尺度地理加权回归(multiscale geographically weighted regression, MGWR)模型开展统计分析。【结果】1)天津市中心城区蓝绿空间分布呈现“四廊多点”的特征,而地表温度分布则呈现明显的“中心高外围低”的特征;2)各蓝绿空间指标对热环境的作用尺度存在一定分异,平均形状指数、边缘布局占比的作用尺度较小,存在较大的空间异质性;绿色空间占比与核心布局占比的作用尺度较大,影响程度在空间上变化平缓;3)各蓝绿空间指标中,绿色空间占比、核心布局占比、斑块内聚度指数(COHESION)对热环境具有显著负向作用,分支布局占比和边缘布局占比对热环境有显著正向作用。【结论】全面挖掘了街区蓝绿空间中影响热环境的指标,探索了它们对热环境的多尺度空间异质性影响并提出蓝绿空间调控建议,为高密度城区的气候适应及城市街区精细化管理提供理论支撑。

基于MGWR的渭河流域TRMM降水产品空间降尺度分析

高分辨率降水数据有助于刻画降水的时空分异特性,对流域水文、气象和生态等过程的精准模拟具有重要作用,因此对低分辨率降水产品开展空间降尺度,提高其分辨率十分必要。鉴于此,该研究在充分考虑热带降雨测量卫星(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)降水产品在渭河流域适用性的基础上,引入归一化差分植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)、坡度、坡向和经纬度等地理环境因子,构建了多尺度地理加权回归(Multi-scale Geographically Weighted Regression,MGWR)模型用以分析不同因子对渭河流域降水空间格局影响的尺度差异;并提出了一种针对TRMM降水产品的空间降尺度方法,通过精度评价验证降尺度结果的可靠性。结果表明:1)TRMM降水产品数据相较于站点实测数据存在一定精度误差,年尺度上R2=0.807,BIAS=2.909%,RMSE=83.477 mm,表现较好;季尺度上秋季R2最高,为0.847,夏季RMSE最大,为62.393 mm,四季的BIAS均较低;月尺度R2为0.456~0.815,BIAS的绝对值介于0~14%之间,多数月份为正值,RMSE值域范围为3.507~39.342 mm,精度较好;总体而言,TRMM降水产品数据在年、季和月尺度上均表现出良好的整体适用性。2)不同因子在干湿年份对降水空间分异格局的影响呈现出不同的尺度特征,其中湿润年的DEM、NDVI、坡向和经纬度对降水呈现局部影响,坡度影响具有全局性,而干旱年各因子均表现为局部影响。3)流域和站点尺度上,降尺度TRMM数据相较于降尺度前产品数据精度得到一定改善,流域尺度上,R2和RMSE得到有限提高;站点尺度上,各站点统计指标变化各异,但降尺度后统计指标整体优于降尺度前,并且由于时间尺度上的误差累积,站点年尺度数据精度相比月尺度数据稍差。4)降尺度TRMM数据相比于降尺度前产品数据,空间分布更细腻,细节特征表现更好,且在年、月时间尺度上均具有较高的精度,可为渭河流域资料短缺地区的水文设计提供数据支撑。

基于MGWR模型的中国城市PM_(2.5)影响因素空间异质性

基于全国297个地级市2018年PM_(2.5)浓度数据、自然与社会经济数据,采用多尺度地理加权回归(MGWR)模型分析了各影响因素对PM_(2.5)浓度的作用尺度与影响效果的空间异质性.结果表明,MGWR模型适用于中国地级市PM_(2.5)浓度影响因素研究.在作用尺度上,人均GDP、技术支持水平作用尺度最大,其次是相对湿度、居民地比重、人口密度与风速,降水量、第二产业比重、植被覆盖状况、温度与能源消费强度作用尺度最为局限.在影响效果上,相对湿度、人口密度与居民地比重全部为正向作用;第二产业比重和能源消费强度主要为正向作用,分别占总样本的70.71%与64.98%;风速、温度既存在正向作用也存在负向作用,空间上呈两极分化,其中正向作用分别占总样本的49.83%与57.91%;降水量、植被覆盖状况主要为负向作用,分别占总样本的91.58%与69.70%;人均GDP、技术支持水平全部为负向作用.研究结果表明各因素对于中国城市PM_(2.5)浓度的影响均存在着不同程度的空间异质性.

基于MGWR模型的我国文化产业全要素生产率及其影响因素分析

针对我国文化产业全要素生产率及其影响因素的问题,本研究使用DEA-Malmquist指数法测算我国29个省级行政单位的文化产业全要素生产率,并基于MGWR模型构建了我国2011—2019年文化产业全要素生产率的影响因素模型。研究结果显示:第一,我国文化产业增长呈现波动性。整体而言,我国文化产业全要素增长率呈现出了增长趋势,2017年后出现高幅增长;第二,研究发现我国文化产业全要素生产率受到市场化进程、对外开放、文化产业集聚水平等因素的影响。基于研究结果,本研究从市场化进程、文化产业集聚、对外开放等角度提出相关建议,为全面推进我国文化产业高质量发展提供理论支撑。此外,本研究还立足文化产业“走出去”问题,建议当下文化产业应当提升市场化水平,为打开国际市场做好准备。

银川平原土壤盐分空间分异及影响因子研究

以银川平原为靶区,利用采样点实测盐分数据,选取9个与土壤盐分相关的影响因子,结合空间自相关分析和多尺度地理加权回归模型(MGWR),探究土壤盐分空间分布特征及其影响因子的作用尺度与空间分异.结果表明,银川平原土壤盐分Moran’s I指数为0.314,表现为显著的正空间自相关性及空间集聚特征,总体呈现南低北高分布格局.MGWR模型适用于银川平原土壤盐分影响因子研究.在作用尺度上,地下水埋深、扩展归一化植被指数和土壤含水率带宽为165,作用尺度最大,其次为高程、土壤pH、坡度、地表温度和地下水矿化度,土地利用强度带宽为43,作用尺度最小.在作用效果上,地下水矿化度、土壤pH正向作用于土壤盐分,土地利用强度、地下水埋深、扩展归一化植被指数和高程负向影响土壤盐分,地表温度主要为正向作用,占总样本的92.7%,土壤含水率和坡度影响不显著.显著性影响因素中地下水矿化度回归系数均值为0.384,是影响土壤盐分的最主要因素,其次是土地利用强度、地下水埋深、扩展归一化植被指数、地表温度、高程,土壤pH回归系数均值为0.063,影响最小.各因子对土壤盐分的影响具有不同程度的空间异质性.

成渝城市群生态系统服务价值与人类活动强度空间关系

科学揭示生态系统服务价值与人类活动强度的空间关系,对土地管理和城市规划具有重要意义。以成渝城市群为例,基于2000年、2010年、2018年三期土地利用数据,构建土地利用转移矩阵、生态系统服务价值评估模型及流向损益模型、人类活动强度指数评估模型,综合运用双变量空间自相关和多尺度地理加权回归方法,探究了成渝城市群地区人类活动强度与生态系统服务价值的空间关系,揭示人类活动强度对生态系统服务价值的深刻影响。结果显示:(1) 2000—2018年生态系统服务价值由5 064.6亿元下降到5 061.27亿元,建设用地过度侵占耕地已经成为了生态系统服务价值降低的主要原因;(2) 2000—2018年人类活动强度呈现出“双核圈层式”的空间特征,人类活动强度高值区主要集中于成都、重庆两地,边缘地区人类活动强度较弱;(3)人类活动强度增强会导致生态系统服务价值减少,二者存在显著空间负相关,中部地区恶化明显,2000—2018年总体而言负向效应加剧。研究表明退耕还林以及植被恢复对区域生态系统恢复而言至关重要,未来应更加重视区域生态保护,制定合理规划措施,共筑城市群绿色可持续发展一体化。

四川巴塘县自然旅游资源空间分布及影响因素研究

自然旅游资源的空间分布受到地质构造、地层岩性和地形地貌等多重因素影响,为了准确分析巴塘县自然旅游资源的空间分布及其影响因素。本文选取巴塘县575个自然旅游资源点,综合运用多尺度地理加权回归模型、核密度分析法和标准差椭圆对巴塘县自然旅游资源的空间分布和影响因素进行定量分析。结果表明:(1)区内自然旅游资源空间分布差异明显,在中西部和北东地区整体出现两个高密度“核心”区;(2)基于MGWR模型对地形地貌因素、河流水系进行分析,通过各影响因子回归系数,可知影响因子对自然旅游资源分布的影响程度在不同区域具有差异;(3)由于各地层岩性分布的差异,导致风化能力不同,形成不同的成景条件;(4)自然旅游资源分布点与构造延展方向一致,具有沿断裂构造聚集分布的特征。

黄河流域碳排放量及影响因素的时空异质性研究

低碳城市化对黄河流域生态保护和高质量发展起关键作用。利用莫兰指数测度黄河流域地级市碳排放量空间关联集聚性,并利用多尺度地理加权回归(MGWR)模型研究碳排放量影响因素时空异质性,结果表明:(1)2000—2019年黄河流域碳排放量上升,呈东北部高、西南部低的空间分布格局,空间集聚特征显著,高-高值集聚区位于鄂尔多斯市、榆林市、吕梁市、运城市和三门峡市,低-低值集聚区位于西宁市和黄南藏族自治州等;(2)利用MGWR模型研究碳排放量影响因素空间异质性优于GWR模型;(3)GDP有显著空间异质性,GDP、人口规模和土地城市化率对碳排放量影响为正效应,人口密度对碳排放量为负效应。