一种基于Xgboost+GWR算法的中国地区降水量空间插值模型

基于全国610个气象站点2020年实测降水资料,在综合考虑海陆位置、地形、归一化植被指数等物理协变量的基础上,构建Xgboost+GWR耦合模型分析了全国尺度上1 km分辨率降水量空间分布。结果表明,就全国尺度而言,站点降水数据具有强烈空间自相关性,经纬度对降水量分布的影响是全局的,而地形和归一化植被指数的影响是局域的;Xgboost非线性预测耦合GWR外推残差模型弥补了单一Xgboost模型忽视降水数据空间自相关性的缺陷,模型验证精度R^(2)达0.96,M_(MAE)、R_(RMSE)分别为53.14、76.78 mm,相较于Xgboost模型R^(2)提升2.13%,M_(MAE)、R_(RMSE)分别减小16.84%、18.18%;2020年全国降水中心位于粤北、藏南、闽北与赣东交界地区,呈自北向南、自东向西地带性减少分布,南北方向的异质性强于东西方向。

物流业与绿色经济耦合协调发展的时空演化与影响因素分析——以黄河流域为例

为了探究物流业与绿色经济之间的协调发展问题,以黄河流域为研究对象,运用熵权TOPSIS法确定二者协调发展的指标权重,构建了黄河流域物流业与绿色经济协调发展评价指标体系,采用耦合协调度模型分析其耦合协调性并对其时空演化特征进行讨论,运用MGWR模型探究黄河流域各省物流业与绿色经济发展耦合协调度的影响因素。结果表明:黄河流域物流业与绿色经济的耦合协调度呈现出上升态势,但处于勉强协调;下游地区的耦合协调度比较高,但是对于周围地区的辐射带动作用没有发挥出来,导致空间差异比较大;五个方面的影响因素都呈现正相关。基于研究结果,提出了黄河流域物流业与绿色经济协调发展的对策。

多源大数据支持下的共享单车出行与空间品质耦合研究

在“碳达峰、碳中和”的发展背景下,共享单车作为高效、便捷、绿色的出行方式,对建设低碳城市具有重要意义。以厦门岛为例,利用共享单车轨迹数据、百度街景等多源大数据,挖掘共享单车出行时空特征,并基于服务设施密度、功能多样性、交通可达性、骑行视觉舒适度、骑行设施完整度等原则建立了骑行空间品质评价模型,运用四象限法与地理加权回归(GWR)模型,解析人本尺度下的“单车出行—空间品质”的耦合关系。研究发现:厦门岛的共享单车出行形成了“多点一轴”的空间格局,骑行网络以地铁站点为核心向外扩散。“单车出行—空间品质”的四象限分析将各路段划分为高出行—高品质、高出行—低品质、低出行—高品质、低出行—低品质四种类型。GWR模型分析显示,骑行品质要素在不同的路段对单车出行的影响差异显著。基于此,提出构建层级化的站域慢行“微中心”、开展差异化的街道空间重塑的规划响应策略,为城市慢行系统多尺度空间优化提供了“定点”与“定向”的理论支撑与优化思路。

多因素协同的大型活动场馆周边路段速度预测

大型活动会引起举办场馆周边区域路网出现交通流短时骤增与消散,导致周边区域路网交通运行呈现偶发性与不确定性波动,而现有预测方法通常难以捕捉特殊事件下交通流受多维因素复杂影响及其演变机理。为充分挖掘路段速度的时间序列和影响因素特征,揭示速度预测中不同影响特征间的耦合作用机理,提出了一种结合可解释机器学习与长短时记忆网络的速度预测模型(MC-LSTM)。结合大型活动的特点构建影响因素集,采用XGBoost算法评价活动规模、性质等因素特征对场馆周边路段速度的影响相对重要度,量化多元因素对场馆周边路网运行状态的协同效用,融合LSTM网络,考虑交通状态的时间依赖关系,捕获不同历史时期的时间相关性,实现对活动期间场馆周边路段速度的精确预测。以北京市连续6个月的大型活动期间周边路网为例进行模型验证,结果表明:所构建的MC-LSTM模型的预测精度可达94.5%以上,优于考虑多因素协同的XGBoost模型、只考虑单因素特征的LSTM模型及未考虑外部特征的LSTM模型,证明该研究所提出的模型有效性与稳定性更优,可为大型活动场馆周边路网交通组织优化和制定针对性交通管控与保障措施提供定量化的决策依据。

成渝城市群景观生态风险与人类活动强度时空关联分析

成渝城市群承担着重要的经济发展与生态安全责任,探讨快速发展背景下景观生态风险受人类活动强度的影响效应及变动趋势,对于地区规划发展及生态治理具有重要意义。基于2000、2010和2020年三期成渝城市群土地利用遥感数据,构建景观生态风险、人类活动强度评价方法,并基于GWR模型、双变量局部空间相关性分析、耦合测度,揭示两者的时空关联特征。结果显示:(1)2000—2020年研究区ERI逐渐改善,风险呈中间高、四周低的特征,且中心城市在2020年降为低风险。(2)研究区HAI显著提高,空间分布与ERI较为统一,主要以中心城市向外辐射扩张为趋势。(3)2000—2020年间负相关系数由中心城市扩张至整个城市群中部,ERI与HAI间空间正相关性不断减弱,高-高聚集区主要集中于研究区中部城市,低-低聚集区分布在山地林区,低-高及高-低聚集区均有增加趋势;两个指标耦合协调度在20年间显著提升,研究区中部高度协调面积扩张明显。妥善治理生态风险、科学规划发展策略可将人地矛盾转为相互促进的新局面,研究结论可为地区生态风险治理、合理谋划发展提供科学参考。

基于多尺度特征的储罐腐蚀缺陷面积量化

为有效的对超声干耦合检测的储罐腐蚀缺陷进行面积量化,提出一种智能量化储罐腐蚀缺陷面积方法,通过提取检测信号的特征构建数据集,利用数据集训练和测试机器学习模型实现缺陷面积量化。针对超声干耦合检测方式得到的超声A扫信号具有波形交叉混叠使得传统特征提取难以获取有效信息的难点,提出一种多尺度特征提取方法取代传统普通特征提取方法;针对传统无损检测模型难以准确量化缺陷面积的难点,提出引入XGBoost模型。通过实验验证得出,多尺度特征比普通特征的性能更好;XGBoost模型能够更好的量化缺陷;基于多尺度特征的XGBoost模型能够准确量化缺陷面积,其在训练集上准确率达99.4%,在测试集上为88.1%。

长江经济带旅游经济-城镇化-生态环境耦合研究

旅游经济-城镇化-生态环境的耦合协调发展是长江经济带高质量发展的关键,探索三者之间的关系及其驱动因素具有重要意义。以长江经济带为研究区,构建旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调发展评价指标体系,运用熵值法、耦合协调模型、OLS模型、GWR模型等,从时空视角探究长江经济带11个省市2012~2021年旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调发展状况和驱动因素。结果表明:①2012~2019年长江经济带耦合协调度呈上升趋势,生态环境子系统起主导作用;2020~2021年的新冠疫情期间,耦合协调度先明显下降,后缓慢恢复。②长江经济带旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调度呈现东高西低的空间格局,各省市综合评价水平、子系统评价水平得分的上升和恢复速度有明显差异,长江经济带总体向有序协调发展。③推动三系统协调发展的驱动因素总体可分为外部动力和内在动力,其中以入境游客人数为代表的外部动力和以水资源总量、工业废水排放量为代表的内部动力对长江经济带耦合协调的正向驱动作用最强。