內容簡介
《基於空間場景相似性的地理空間分析》是我國第一部全麵介紹相似性空間分析的學術專著,既包含瞭相似性空間分析的基本理論和方法,又有作者獨立的思考,既有相似性空間分析的傳統方法論,又有在當前大數據環境下的再思考。
《基於空間場景相似性的地理空間分析》共9章,第1章為緒論,第2章介紹相似性空間分析理論基礎,第3章介紹定性空間錶達模型,第4章介紹空間場景相似性分析評價模型,第5章介紹基於相似性的空間分析係統,第6章介紹基於空間場景相似性評價的地址規範化,第7章介紹基於Hadoop空間場景相似性計算,第8章是數據密集型計算環境下的空間場景相似性計算探索,第9章是總結與展望。
《基於空間場景相似性的地理空間分析》可供對地理信息係統和空間分析感興趣的專業人員參考,也可作為地理信息科學專業的研究生教材。
內頁插圖
目錄
序
前言
第1章 緒論
1.1 研究背景及現狀
1.1.1 空間分析
1.1.2 相似性理論
1.1.3 相似性在地理信息係統中的應用
1.1.4 定性空間錶達
1.2 空間場景相似性空間分析的研究意義
1.2.1 傳統空間分析存在的問題
1.2.2 解決思路
1.2.3 基於相似性的空間分析技術框架及關鍵技術
1.2.4 研究的理論意義和應用價值
1.3 本書的目的
1.3.1 研究目標
1.3.2 研究內容和關鍵技術
1.3.3 本書的整體思路
1.3.4 本書內容安排
參考文獻
第2章 相似性空間分析理論基礎
2.1 相似性的特徵
2.2 相似性分析
2.2.1 相似性分析方法
2.2.2 相似性度量
2.2.3 幾種常見的相似性度量計算方法
2.3 相似性應用
2.4 相似性與模糊集
2.5 相似性與信息係統
2.6 相似性與地理信息係統
2.7 空間分析與空間相似性
2.7.1 空間分析
2.7.2 空間相似性
2.8 相似性與大數據
2.9 本章小結
參考文獻
第3章 定性空間錶達模型
3.1 定性空間錶達與推理
3.2 定性空間錶達模型
3.2.1 定性形狀描述模型
3.2.2 定性空間拓撲關係模型
3.2.3 定性方嚮關係描述模型
3.2.4 定性距離描述模型
3.2.5 定性空間錶達的含糊性、不確定性和粒度特徵
3.2.6 定性空間錶達的多尺度和多層次特性
3.2.7 現有定性空間錶達模型存在的不足
3.3 基於格網的多層次定性空間錶達計算模型(GHO)
3.3.1 GHQ定性空間錶達框架
3.3.2 GHQ模型的特點
3.3.3 GHQ的實現
3.3.4 GHQ模型與現有模型的比較
參考文獻
第4章 空間場景相似性分析評價模型
4.1 專題的空間相似性分析
4.1.1 專題的空問相似性
4.1.2 在格網條件下的專題空間相似性度量
4.2 空間語義的相似性
4.3 空間場景的相似性
4.3.1 空間對象的相似性研究
4.3.2 空間形態的相似性研究
4.3.3 空間關係的相似性研究
4.4 多因子空間相似性分析評價模型
4.4.1 空間相似性評價模型的特徵
4.4.2 多因子空間相似性分析評價建模
4.4.3 多相似性因子權值的確定
4.4.4 多因子空間相似性評價模型舉例
參考文獻
第5章 基於相似性的空間分析係統
5.1 基於相似性的數據處理
5.1.1 空間數據和非空間數據的格網化
5.1.2 麵嚮特定領域的地理語義網
5.1.3 Null值的相似性比較處理
5.2 基於相似性的空間分析
5.2.1 約束條件度可控擴展
5.2.2 基於相似性的空NS,}析計算
5.2.3 空間分析相似度計算
5.2.4 分析結果過濾和呈現
5.3 基於相似性的空間分析係統框架
5.4 基於相似性的空間分析係統實現
5.4.1 開發環境
5.4.2 係統主要功能
5.5 案例分析
5.5.1 空間分析在農業種植生産管理中的應用
5.5.2 案例分析
5.6 對比分析
參考文獻
第6章 基於空間場景相似性評價的地址規範化
6.1 概述
6.2 技術路綫和方法
6.3 實驗數據及結果分析
6.4 小結與討論
參考文獻
第7章 基於Hadoop空間場景相似性計算
7.1 概述
7.2 基於網格的空間關係相似度評估
7.3 空間場景相似度的評估
7.4 基於MadReduce的空間關係相似度評估
7.4.1 空間場景相似度評估的計算復雜度分析
7.4.2 基於網格的空間場景相似度評估是一種典型的MapReduce計算
7.5 Hadoop上的應用實現
7.5.1 數據預處理
7.5.2 HBase扣的概念模型
7.5.3 數據局部性
7.5.4 實驗設置
7.5.5 執行流程
7.6 實驗評估
7.7 結論
參考文獻
第8章 數據密集型計算環境下的空間場景相似性計算探索
8.1 背景
8.2 研究目標和內容
8.2.1 需要解決的關鍵技術問題
8.2.2 研究方案
參考文獻
第9章 總結與展望
附錄A
附錄B
彩圖
前言/序言
隨著地理信息係統在各行各業的應用,地理信息係統已從少數地理學傢的桌麵走嚮企業和大眾。不同行業和領域在廣泛運用地理信息係統的同時,對地理信息數據的獲取手段和分析技術也提齣瞭更高的要求。傳統的空間分析技術要求地理信息係統用戶必須具備較完整的地理信息數據庫的背景知識,用戶空間分析所得到的是和空間分析條件準確匹配的結果,獲取地理信息的數量和質量取決於獲取者對地理信息係統數據的瞭解、熟悉程度,用戶對地理信息數據庫和相關地理信息知識的瞭解程度越高,用戶所作的空間分析就越能得到準確的結果,就能獲得越多越詳盡的地理信息知識。然而,大部分的地理信息係統用戶都不具備足以完成他們所期望的地理空間分析所需要的完備知識背景,地理信息係統亟須新的理論和方法來改進地理信息數據的獲取和分析手段。
地理事物和地理現象之間存在相似也存在相異;相似是宏觀的,相似對於人類認識客觀世界具有更大的推動力。相似性科學是以相似性現象和相似係統為研究對象,主要研究自然界、人類社會、工程技術和認知思維中相似性規律及其應用的科學,具有從理論上認識相似性、分析相似性,到實踐上應用相似性、創造相似性的完整科學體係。相似論是思維科學的理論之一。它的目的在於研究自然界、人類社會和思維領域廣泛存在的相似運動、相似聯係與相似創造規律。相似性科學不僅研究相似現象,還注重認識相似性和相似係統(尤其是係統相似性),探索相似性的由來,闡明相似性形成原理和演變規律,分析度量相似性,進行係統相似性規律及其應用研究。
本書提齣將相似性科學的理論和方法論引入到地理空間分析中,全麵分析瞭相似性在地理空間分析的各個階段中的錶現形式,提齣瞭相似性度量和計算的方法,分析並研究瞭基於相似性的空間分析的關鍵技術:提齣瞭一種在格網條件下的集定性空間專題、定性空間形狀、定性空間拓撲關係、定性空間方嚮關係、定性空間距離關係錶達於一體的多層次定性空間錶達模型,該模型符閤人們對地理空間事物的認知和錶達習慣,並能夠將復雜的定性空間錶達和空間關係計算轉換為標準的SQL語句查詢,降低瞭計算復雜度,提高瞭查詢效率;提齣瞭多因子空間相似性評價模型和實現方法,使空間相似性評價操作更簡便;改進瞭對Null值相似性比較的處理,使之更符閤實際應用情況;全麵研究瞭基於相似性的空間分析的理論和關鍵技術,重點研究瞭空間專題相似性、空間對象相似性、空間場景相似性等;結閤農業種植生産實踐應用研發瞭一套基於相似性的空間分析係統。最後探討瞭在大數據背景下空間場景相似性的計算方法。
深入探索:城市形態與交通流動的相互作用 作者:[此處可留空或假設一位作者] 齣版社:[此處可留空或假設一傢齣版社] 頁數:約 450 頁 定價:[此處可留空或假設] --- 內容簡介 本書聚焦於城市規劃與交通工程領域的前沿交叉問題,緻力於剖析城市形態結構(Urban Form)如何通過其內在的幾何、拓撲和功能屬性,對區域內的交通需求産生深遠影響,並進而探究交通係統自身的運行模式(Traffic Flow Dynamics)如何反作用於和重塑城市的空間格局。我們擺脫瞭傳統上將城市形態視為靜態背景的視角,轉而采用動態、互動的框架,運用多源數據融閤、復雜網絡理論以及時空統計模型,對城市空間與流動性之間的耦閤機製進行係統性的量化分析。 本書的核心論點在於,理解現代城市的可持續發展和韌性,關鍵在於精確刻畫“形態-流動”之間的因果鏈條。城市不僅僅是建築和道路的簡單集閤,而是一個不斷演化的、具有自組織特性的復雜係統。 第一部分:城市形態的量化描述與特徵提取 本部分奠定瞭分析的基礎,即如何將復雜的城市物理結構轉化為可供計算和建模的數學語言。我們詳盡闡述瞭多種度量城市形態的指標體係,這些指標超越瞭簡單的密度和容積率計算。 章節細述: 1. 尺度與異質性: 探討瞭不同空間尺度(地塊、街區、功能分區)下城市形態的尺度敏感性。引入瞭分形幾何方法來量化城市邊界和內部肌理的復雜性,揭示瞭“緊湊度”背後的多重維度。 2. 連通性與可達性: 側重於城市路網的拓撲結構分析。我們詳細介紹瞭圖論(Graph Theory)在路網分析中的應用,包括介數中心性(Betweenness Centrality)、鄰近中心性(Closeness Centrality)和局部集聚性(Local Clustering Coefficient)等指標,用以衡量特定位置對整個網絡流動的控製力和接入能力。 3. 功能混閤度與異構性: 城市功能布局是形態的重要組成部分。本章引入瞭信息熵(Information Entropy)和蓋伊-泰勒指數(Guttman-Taylor Index)等工具,評估居住、商業、辦公等不同功能在空間上的混閤程度。特彆討論瞭“功能異構性”如何影響區域的人口晝夜流動模式。 4. 地形與環境約束: 城市形態的形成往往受到自然地理條件的製約。本章結閤瞭數字高程模型(DEM)數據,分析坡度、水係對道路網絡骨架的引導作用,以及這些自然因素如何通過影響建設成本間接塑造瞭交通基礎設施的布局。 第二部分:交通流動的動態建模與模式識彆 在對形態進行細緻刻畫之後,本書轉入對交通係統本身——作為一種流體,在特定形態約束下如何運動——的深入研究。我們關注的不僅僅是平均速度,更是流動的空間分布、時間波動和突發事件的傳播機製。 章節細述: 5. OD需求生成與分配: 詳述瞭如何利用大規模的移動數據(如手機信令數據、GPS軌跡)來校準和優化傳統的重力模型和機會模型。重點分析瞭時空約束(Spatio-Temporal Constraints)在生成齣行鏈(Activity Chains)中的作用,而非孤立的齣行目的。 6. 路網流量的非綫性特徵: 引入瞭微觀交通流理論(如Lighthill-Whitham-Richards模型),探討在特定路網結構下,交通擁堵如何從瓶頸點開始嚮上傳播和擴散。我們特彆關注瞭波動傳播速度與道路幾何特徵(如麯率、坡度)之間的關係。 7. 公共交通網絡的時空績效: 針對公共交通係統,本章分析瞭站點布局、綫路密度與服務可靠性之間的關係。使用時間地理學(Time Geography)方法,量化瞭不同區域居民在有限時間內可達的就業機會數量(Potential Accessibility)。 8. 非常態交通事件的響應分析: 針對交通事故、大型集會或極端天氣事件導緻的交通中斷,本章應用網絡魯棒性指標評估瞭城市形態中關鍵節點的脆弱性,並模擬瞭應急狀態下替代路徑的選擇行為。 第三部分:形態與流動的耦閤機製與反饋迴路 本書的第三部分是研究的核心,旨在揭示形態與流動之間相互塑造的復雜反饋機製。這不僅是“形態決定流動”,更是“流動重塑形態”的雙嚮過程。 章節細述: 9. 形態對流動模式的引導作用: 運用空間自相關(Spatial Autocorrelation)技術,檢驗特定形態特徵(如高街道密度或低功能混閤度)是否與高OD需求密度顯著相關。通過迴歸分析,分離齣形態變量對交通需求估計的邊際貢獻。 10. “涓滴效應”:交通影響下的土地利用反饋: 討論瞭新的交通基礎設施(如地鐵、快速路)對周邊土地利用強度和功能分布的長期誘導效應。采用麵闆數據模型,追蹤特定區域在交通改善後的城市邊界擴張和功能置換過程。 11. 交通流如何固化城市形態: 探討瞭“路徑依賴”(Path Dependency)現象在交通網絡演化中的體現。當某些路徑因高使用頻率和低運行成本而“固化”為主要的交通走廊後,它們對後續城市擴展方嚮和基礎設施投資的決策産生瞭不可逆的影響。 12. 麵嚮可持續性的形態乾預策略: 結閤前述分析,本章提齣瞭一係列基於數據驅動的規劃建議。探討瞭通過微觀形態乾預(如增加街區密度、優化街角設計)來誘導更短、更分散的齣行需求,從而提升整體交通效率和環境質量的潛力。 --- 適用讀者 本書適閤城市規劃師、交通工程師、地理信息係統(GIS)專傢、城市大數據分析師以及對復雜係統科學感興趣的高年級本科生和研究生。它要求讀者具備基本的地理空間分析和統計學知識,旨在提供一個跨學科的、深度量化的研究視角。 總結 本書不僅是一本理論專著,更是一本方法論手冊。它倡導一種超越傳統界限的分析範式,為理解和設計更高效、更具韌性的未來城市提供瞭堅實的科學基礎。通過對城市結構與運動的精細化解構,我們力求為解決當代城市麵臨的交通擁堵、資源分配不均和環境負荷過重等核心挑戰貢獻洞見。