基于空间自相关和时空扫描统计量的聚集比较分析

聚集是区域经济研究中的重点问题之一,而聚集定位问题又是深入分析聚集需要解决的首要问题。由于聚集具有高度的尺度敏感性,采用空间自相关方法分析时,尺度选择容易受研究者主观判断的影响,而且空间自相关方法也未考虑聚集的时间特征。与之相比,Kulldorff等学者提出的扫描统计量方法表现出了明显的优势。研究探索性地选用浙江省各市、县工业从业人口的聚集问题,从尺度选择、尺度转换和时空融合三个方面,比较了空间自相关和时空扫描统计量方法在探测聚集问题上的差异性,进而证实了时空扫描统计量方法不仅有效解决了人为选择尺度的偏倚问题,实现了尺度推绎、转换的自动化,而且更加有利地融合了立体、动态、多尺度的时空分析优势。

运用时空扫描统计量分析江苏省高邮市钉螺时空分布

目的探索高邮市有螺环境的时空分布特征,为制定有针对性的监测方案和防控措施提供参考依据。方法收集1970-2009年江苏省高邮市历史有螺环境资料,运用SaTScan 9.2软件进行时空扫描聚集性分析,探索有螺环境的时空聚集区域,并采用ArcGIS 10.1软件展示聚集结果。结果 1970-2009年高邮市历史有螺环境共有720处,其中水网型521处,面积约456.62 ha,主要分布于县域北部的界首、周山以及南部的车逻和八桥等乡(镇);湖沼型199处,面积约4 495.75 ha,分布于高邮湖与卲伯湖间的新民滩,以及与安徽省天长市接壤的乔尖滩。时空聚集性分析显示,历史全部有螺环境存在两个明显的时空聚集区,相对危险度均>3。其中第1处聚集区为1983-2002年,出现在新民滩;第2处聚集区为1970-1973年,出现在县域北部。按水网地区和湖沼地区进行独立分析,则各存在2处时空聚集区。1970-2009年高邮市共新发现有螺环境244处,其中水网型有螺环境130处,湖沼型有螺环境114处。时空聚集性分析显示,有2个明显的时空聚集区。按水网地区和湖沼地区进行独立分析,则各存在2处时空聚集区。结论时空扫描统计量能够探测到有螺环境在二维时空的聚集区域,可为采取有针对性的监测和控制措施提供参考依据。

基于三维激光扫描的崩岗侵蚀的时空分析

崩岗侵蚀过程及其侵蚀量的精准量化分析,是研究崩岗发育机理及其发展演化的基础,也是测算崩岗流域产沙输沙的前提,对崩岗预防和治理以及水土保持和生态建设具有理论和现实意义。本研究应用三维激光扫描技术,大致以半年为周期,在6次定位监测基础上,以广东五华县莲塘岗崩岗为例,对崩岗侵蚀过程进行了定量分析。研究表明,莲塘岗崩岗年平均侵蚀量为833 m3,其中雨季平均侵蚀量为499 m3,干季平均侵蚀量为291 m3,侵蚀模数高达222 408 t/（km2·a）。24 h降雨量大于等于50 mm的暴雨、特别是大于等于100 mm的大暴雨对崩岗侵蚀影响很大,暴雨总量与崩岗侵蚀量具有正相关关系。崩壁之下的崩积锥部位侵蚀量最大,占总侵蚀量的55.6%。40°-60°坡面的侵蚀量最大,占总侵蚀量的49%。最大侵蚀强度（单位面积侵蚀量）位于50°-60°和70°-80°的两个坡度区间。最为剧烈的侵蚀区为主沟与支沟两侧及沟头部位,侵蚀深度均大于1 m,最大深度可达2.5 m。前3个监测周期,沟道以快速下切、侧蚀和溯源侵蚀为主,兼有小规模崩塌;后2个监测周期,以重力崩塌为主,沟道侵蚀减弱。崩岗地形变化导致其水力与重力作用交替进行,使崩岗侵蚀呈现出波动式变化。

时空扫描统计量三维可视化的实现

Kulldorff M提出的时空扫描统计量（spatiotemporal scan statistic）是基于大小和位置处于动态变化的圆柱形窗口（cylinder window）进行扫描,已广泛应用于探测疾病的时空聚集区[1-3]。时空聚集区不同于单纯性空间聚集区,它不仅体现出空间维度上聚集范围的大小,还反映出时间维度上聚集时间的长短。

美国西部地区加卸载响应比的时空扫描及其地震趋势研究

加卸载响应比理论是近年来提出的地震预报新方法,在中国大陆地区的实际地震预测中取得了较好的效果。为了研究加卸载响应比理论是否适用于不同地质条件的地震,是否具有普适性,选择了典型的美国圣安德烈斯断层带及其周围地区的地震作为研究对象,计算分析了美国西部地区加卸载响应比的变化情况,并对该地区未来的地震趋势进行了研究。

南黄海及沿岸地震活动时空动态扫描特征

从中强震成组孕育出发,研究了南黄海及沿岸地区地震活动时空动态图象扫描特征,探索了该区地震危险性预测的有关问题。结果表明,该区20多年来4级地震活动总体上呈相对平稳状态,但在不同时段则出现不断演变迁移的4级地震局部集中区及低b值区等异常区域,5～6级中强地震大都发生于异常区的边缘或附近;异常区内4级地震累积频度往往呈非线性指数加速,中强震发生于4级地震非线性指数加速的后期或其后的异常平静期中。这种地震活动时空非均匀现象具有一定的稳定性和重现性,对于中期至中短期地震危险性预测及缩小危险区范围具有一定的实用意义。

2013-2018年北京市肾综合征出血热时空扫描分析

目的描述北京市2013-2018年肾综合征出血热(hemorrhagic fever with rental syndrome,HFRS)的时空聚集特征。方法研究对象是发病日期在2013年1月1日-2018年12月31日现住址为北京市的肾综合征出血热病例,病例信息来源于国家疾病监测信息报告管理系统。乡(镇、街道)人口数据来源于国家统计局。使用SPSS 22.0软件进行统计描述,使用SaTScan 9.5软件进行时空扫描分析。结果2013-2018年,北京市共报告肾综合征出血热病例74例,年病例数在7~23之间,月发病数在0~6之间,月平均病例数为1.03,单纯时间分析显示发病高峰月份是5月,5月理论病例数应为6.37,实际病例数为15。单纯空间扫描的主要聚集区域为朝阳区与顺义区交界处的6个乡镇街道,次要聚集区域包括延庆区与怀柔区的15个乡(镇)。结论北京市近6年肾综合征出血热存在朝阳区和顺义区交界处的6个乡(镇、街道)和延庆区与怀柔区的15个乡(镇)的聚集发病区域,聚集区域的发现有利于进一步明确并消除危险因素,从而降低肾综合征出血热发病率。

采用时空重排扫描统计量的犯罪集聚可视分析

首先,基于时空重排扫描统计量方法,对福州市2014年案事件数据进行日尺度与小时尺度的时空重排扫描统计,得到不同尺度下的犯罪时空集聚区.然后,结合数据可视化技术,对分析结果进行多尺度、多视角的交互式可视化设计.结果表明:用户可以通过选择日期尺度,按月或按月日期段、周日期段查看犯罪热点空间分布;也可以通过选择小时尺度,按时段查看周日期或节假日犯罪热点的空间分布.

时空编码单扫描磁共振成像的基本原理及重建方法

单扫描磁共振成像技术凭借其良好的时间分辨率,近年来在扩散成像、实时动态三维成像、功能成像等生物医学领域得到广泛应用。在众多单扫描磁共振成像方法中,回波平面成像(EPI)是最常用的一种方法,但它存在一些局限性,特别是在高场条件下,其对磁场不均匀及化学位移效应十分敏感。基于时空编码的单扫描磁共振成像新方法,其对不均匀磁场及化学位移伪影有很好的鲁棒性,并延续了EPI良好的时间分辨率。作者主要阐述时空编码单扫描成像方法的基本原理、特性,时空编码图像的超分辨重建方法及其在生物医学领域的应用。

应用时空变-倾角扫描叠加KL变换提高地震资料信噪比

使用KL变换可去除地震资料中随机噪声和相干噪声 ,提高地震资料信噪比。但常规KL变换仅能加强水平方向同相轴 ,对倾斜或弯曲同相轴处理效果较差 ,且在处理大量数据时计算成本很高 ,在实际生产中难以广泛应用。一些文献中针对常规KL变换的两个缺陷进行了改进 ,即使用倾角扫描叠加KL变换和采用数据分块技术。作者在本文中将这两个方面的改进有机地结合起来 ,提出应用时空变 -倾角扫描叠加KL变换对地震资料进行处理 ,并指出使用该方法时需要注意的一些问题。理论模型和实际资料处理效果表明 ,使用本方法可以克服常规KL变换的缺陷 。

华北近期多项地震活动性参数的时空扫描特征与构造活动

本文旨在探索利用中小地震群体活动特征,研究数年尺度的地壳构造活动状态的方法。为此,以华北为例,选取地震频度N,地震应变E^(1/2),地震活动度A、A(b)指数及地震b值5个地震活动性参数,对该区1970——1987年M_L≥2.0级地震进行时间域及空间域扫描。结果表明,该区9次M_s≥5.8级地震前后,各地震活动性参数在震中周围地区经历阶段演化过程,且具有不同的组合关系。而在3个没有发生过6级左右以上地震的对比区则无相应的演变;各参数的空间等值线(或等密度线)较清晰地勾画出近二十年来华北地区构造活动的基本格架,而1975年海城7.3级地震和1976年唐山7.8级地震前后,各参数的空间组合关系亦发生相应的转化。进而,本文给出了利用多项地震活动性参数的时空组合特征推断数年尺度构造活动状态的主要标志,并初步讨论了华北地区近期构造活动概况。

地震活动性参数全时空扫描动态寻优预报模型

选取10种物理意义清楚、独立性较好的地震活动性参数,以最大限度地提高预报效能为目标,采用全时空扫描方法建立动态寻优预报模型。研究表明,地震活动性参数动态寻优预报模型,在空间上,客观地反映了区域构造活动的差异性;在时间上,完整地反映了区域地震活动的涨落;可以有效地剔除背景干扰,提高地震异常识别率,避免预报的随机性和盲目性。

一种时空权重和边缘自适应的扫描格式转换

为实现隔行扫描到逐行扫描的视频扫描格式转换,提出了一种时空权重和边缘自适应的去隔行算法,主要包括运动估计、小角度边缘搜索、时空权重计算、自适应插值等。该算法通过4场相邻像素的最大灰度变化与运动阈值比较实现对当前像素的运动估计,采用自适应搜索半径和并行搜索树的方法实现小角度边缘检测,并且增加对半像素边缘的考虑实现最小6°边缘的检测,最后通过时空权重自适应的插值算法实现去隔行处理,取得很好的处理效果。

基于前瞻性时空重排扫描统计量的手足口病早期预警方法及其实证研究

目的尝试建立"基于前瞻性时空重排扫描统计量的手足口病早期预警方法",并通过实证研究考察该方法的实际预警效果。方法利用2012年南昌市手足口病的监测数据及所辖区县的地理坐标,以区县为单位,基于前瞻性时空重排扫描统计量,应用时空重排模型逐日扫描南昌市手足口病的时空聚集性特征,获取聚集区的预警日期和预警信号持续时间,并将模拟得到的监测预警信息与实际报告的手足口病聚集性疫情信息进行比较,验证前瞻性时空重排扫描统计量在手足口病早期预警应用中的可行性。结果 2012年南昌市共有4个聚集区域分别在2012年3月28日、4月6日、4月9日、8月20日发出预警,覆盖4个区县。其中一类聚集区包括青云谱区、东湖区和青山湖区,进贤县为二类聚集区;与2012年手足口病实际疫情时间进行对比,4个区县模拟得到的预警时间均较实际报告的疫情时间提前,其中东湖区和进贤县均提前6d以上。结论基于前瞻性时空重排扫描统计量的手足口病早期预警方法具有一定的实际应用价值。

华北b值全时空扫描结果的可靠性及与地震的相关性

用常规方法计算得到 1 970～ 1 999年华北 b值全时空扫描结果 ,详细分析了影响结果可靠性的多种因素 ,用模糊相关分析方法得到不同参数计算的 b值与对应地震震级的模糊矩阵和模糊推理结果。认为 ,当用 2°× 2°进行全时空扫描时 ,不能提取出 b值异常指标。以地震为研究对象划定研究区 ,结果显示 ,有异常有地震的信息明显高于有异常无地震的信息量 ,可取 b<0 .

基于超几何分布的前瞻性时空扫描统计量在疟疾早期预警中的应用

目的探索基于超几何分布概率模型的前瞻性时空扫描统计量在疟疾早期预警中的应用。方法利用R语言编程实现两种前瞻性时空扫描统计量,分别基于经典的泊松分布概率模型和较新的超几何分布概率模型,模拟实时监测系统对四川省2009年疟疾病例中6月21日-30日连续10天数据进行逐日前瞻性分析。结果基于超几何分布的前瞻性时空扫描统计量和基于泊松分布的前瞻性时空扫描统计量在疟疾早期预警中效果相当,都能早期探测到疟疾的爆发。结论基于超几何分布的前瞻性时空扫描统计量在疟疾早期预警中有应用价值。

前瞻性时空重排扫描统计量在新冠肺炎疫情预警中的应用

使用前瞻性时空重排扫描统计量法探测目标国家新冠肺炎疫情潜在的爆发区,并研究此方法对新冠肺炎疫情爆发进行预警的可行性。利用分析软件SaTScan9.7对疫情波及的德国16个联邦州,40个行政专区及225个县区的1616例新冠肺炎病例地理分布情况进行逐日模拟监测预警。结果表明:基于前瞻性时空重排扫描统计量法,在德国全域2020-03-08至2020-03-11探测出6个非随机性显著的聚集区,成功预警了萨克森州和图林根州部分交界区域的疫情爆发趋势,验证前瞻性时空重排扫描统计量法对于新冠肺炎疫情爆发的时空探测具有一定实用价值,可为国内疫情预警提供科学的方法及案例参考。

基于前瞻性时空扫描统计量的蒙特卡罗重排扫描方法的研究

前瞻性时空扫描统计量被大量的应用于聚类的研究,在得到疑似聚集的区域,往往通过蒙特卡罗的方法模拟产生相似数据,对疑似点或区域进行评估,判断其在数学层面上的程度。在实际的应用过程中,会存在多种不同的重排扫描方法,改变参数、扫描过程会产生不同的评估效果。研究拟结合实际的数据对数据进行重排扫描,通过实验,研究在以前瞻性时空扫描统计量为基础上的不同蒙特卡罗重排扫描方法。

基于历史预警准确率的时空重排扫描最大扫描半径优化方法

时空重排扫描统计方法因不需考虑人口数据即可进行时空扫描分析而应用广泛,最大扫描半径是影响时空重排扫描统计方法性能的重要参数,其设置过大会增加运算时间。该文提出基于历史预警准确率的时空重排扫描最大扫描半径优化方法:根据历史时空数据集的同期均值确定异常点,通过二分法选取并迭代不同最大扫描半径,进而对历史时空数据集进行回顾性时空重排扫描统计;根据不同扫描半径得到的扫描结果预警准确率,选取预警准确率最高的最大扫描半径作为前瞻性扫描分析的最大扫描半径。结果表明:该方法在保证预警准确率的同时,可缩短时空重排扫描统计方法耗时,优化了时空重排扫描统计方法的性能。基于旧金山地区火灾数据集验证了该方法的有效性。

江西省县域结直肠癌病例空间分布格局研究——基于风险扫描和时空异质性统计的分析

利用风险扫描与时空异质性统计方法,对2016—2018年江西省结直肠癌病例数据进行空间分析和筛查。结果表明:2016年各县级区域结直肠癌发病率为0.6/100000~26.6/100000;2017年各县级区域结直肠癌发病率为0.3/100000~45.5/100000;2018年各县级区域结直肠癌发病率为0/100000~41.5/100000;3年平均的发病率则在0.2/100000~29.3/100000范围内变化。江西省结直肠癌发病总体上以北部风险高、南部风险低为特征,发病率较高区域以赣北、赣东南为主,赣西为次级风险区。江西省的结直肠癌县域发病率具有一定的全局空间自相关,2016—2018年3年平均结直肠癌发病率空间分布的第一集聚半径为44.38 km,集聚强度为1.895。综合2016—2018年3年的结直肠癌平均发病率的数据分析表明,最大可能集聚区相对风险值为2.50。