地理流视角下的地点中心性量化原理与方法研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王席 |
| 答辩日期 | 2024-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 裴韬 |
| 关键词 | 地理流 地点中心性 影响范围 中心性指标 显著性检验 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 地点中心性是指该地点由于对外提供服务而体现出的相对重要性。量化地点 的中心性能够定量揭示不同地点对外服务不均衡的空间格局，是评估空间结构的 重要基础，对于合理配置公共服务资源、监测多中心结构发育程度、优化城市区 域空间结构、推动可持续发展和提高居民生活质量具有重要的意义。 传统的地点中心性量化方法侧重于对地点内部静态特征的分析，未能准确提 炼出地点“对外服务的相对重要性”这一中心性概念的本质，因此可能无法反映 出真实的中心性。地理流被定义为人、物体、能量、信息、资金等地理对象从起 点到终点间的流动，可被视为地点对外服务的完整描述，为地点中心性的量化提 供了绝佳的视角。然而，受限于难以协同处理流的多维属性和缺乏相应的统计推 断方法，当前研究大多忽略了流的多维属性中蕴含的重要信息，将地点中心性简 化为流的总量，并基于较为主观的阈值法识别中心，导致中心性概念的空间内涵 缺失，难以准确揭示地点的中心性，降低了中心识别结果的可靠性。为此，本研 究引入文献计量学中 H-index 的概念和假设检验的统计思想，建立了一套融合地 理流多维属性量化地点中心性的统计理论和方法体系。主要研究内容如下： （1）提出了地理流视角下地点中心性的量化原理。首先，从中心性概念的 空间内涵出发，提出地点中心性的量化需协同考虑地点对外服务强度和影响范围 这两个重要维度，指出影响范围通过“长”和“广”两个可能途径促进了地点的 中心性，前者反映了距离成本，后者体现了地理空间或拓扑空间分布的多样性； 其次，引入 GIS 空间分析的思想，将流的多维属性（长度、方向、连接）同影响 范围的刻画建立联系，根据对影响范围描述的侧重点不同，将地理流视角下的地 点中心性分为三类：距离导向中心性（流越多越长，中心性越高）、地理空间广 度导向中心性（流越多且在地理空间分布越广，中心性越高）、拓扑空间广度导 向中心性（流越多且在拓扑空间分布越广，中心性越高）。在此基础上，总结基 于流量化地点中心性的基本思路，即以流量为基础，将其分别与长度、方向、连 接关系等要素进行组合，从而量化不同类型的中心性。 （2）针对距离成本对地点中心性的影响，提出了同时兼顾流量和长度的距 离导向中心性量化指标：I-index，并推导了该指标的理论分布以推断其统计显著 性。通过模拟实验验证了理论分布的正确性和指标的有效性。地点吸引的流越多 越长时，I-index 值越大。该指标能够较好地反映对外服务空间尺度较小，随距离 衰减明显的地点中心性。以北京市三甲医院为例，基于出租车 OD 就医流计算了 各医院的 I-index 并作显著性检验，发现协和医院、北医三院、儿童医院等八家 医院为显著中心医院；与传统的流量、流总长度等指标相比，I-index 能够更好地反映医院择院现象的严重程度和居民的关注度。进一步构造多元线性回归模型探 究医院中心性的影响因素，结果表明，医院中心性受患者好评数和专科性质的正 向影响。针对已有结果，为北京市的医疗功能疏解提供了重点关注名单，对医院 提出提高患者就医满意度、整合和发展自身优势科室以形成特色医疗服务等建议。 （3）针对地理空间分布多样性对地点中心性的影响，提出了同时兼顾流量 和方向的地理空间广度导向中心性量化指标：X-index，并设计了一种保持流量和 方向总体分布不变的置换检验方法以推断其显著性。通过模拟实验验证了置换检 验方法和指标的有效性。地点吸引的流越多且在地理空间分布越广时，X-index 值越大。该指标能够较好地反映对外服务空间尺度较小，随距离衰减并不明显的 地点中心性。以北京市多尺度的空间网格为例，基于出租车 OD 流计算各网格的 X-index 并作显著性检验，发现不同尺度下显著中心区域主要集中于北京市五环 内，揭示了北京市单中心主导的空间结构；与流量、方向分散度、I-index 等指标 相比，X-index 能够更好地反映网格的功能多样性。进一步构造空间回归模型探 究网格中心性的影响因素，结果表明，路网密度和企业制造业类的 POI 具有正向 的直接效应和空间外溢效应。针对已有结果，对北京市副中心的规划建设提出了 加强整体路网密度建设、提高交通可达性、建设相关产业园区、逐步配套商业和 公共服务设施等建议。 （4）针对拓扑空间分布多样性对地点中心性的影响，提出了同时兼顾流量 和连接的拓扑空间广度导向中心性指标：MX-degree，并设计了一种保持流量和 连接个数总体分布不变的置换检验方法以推断其显著性。通过模拟实验验证了置 换检验方法和指标的有效性。地点吸引的流越多且在拓扑空间分布越广时，MXdegree 值越大。该指标能够较好地反映对外服务空间尺度较大，随距离衰减并不 明显的地点中心性。以中国大陆城市为例，基于春运返工期间城市间人口流动计 算各城市的 MX-degree 并作显著性检验，发现我国城市中心性分布呈现东西部 严重不平衡的空间格局；与 I-index、加权度中心性、PageRank 中心性等指标相 比，MX-degree 能够成功识别出 9 大国家中心城市，并且更好地反映出各城市的 相对发展水平。进一步构造可解释性机器学习模型探究城市中心性的影响因素， 结果表明，人口规模对城市中心性的正向影响存在非线性效应。针对已有结果， 对城市提升其中心性提出了不应盲目追求人口急剧增长，而是协同考虑人均GDP、 失业率等多方面因素等建议。 总体而言，本研究突破了传统地点中心性量化的静态研究视角，从地理流的 视角出发，提出了一系列用于量化地点中心性的原创性指标及其统计理论，并实 际应用于不同类型和尺度的地点中心性量化中，实现了地点中心性量化在地理流 视角下的理论构建，方法创新和应用实践。 |
| 学科主题 | 地图学与地理信息系统 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 132 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/209359]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王席. 地理流视角下的地点中心性量化原理与方法研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。