地理与地理信息科学


地理信息系统理论与方法

  • 基于BiLSTM-CRF与分类分层标注的微博中突发事件时空信息精细识别方法

    吴建华;胡烈云;赵宇;戴鹏;熊嘉奇;

    针对现有方法从微博中识别时空信息精度较低且相对粗略的问题,该文提出基于双向长短期记忆网络和条件随机场(BiLSTM-CRF)与分类分层标注的微博中突发事件时空信息精细识别方法(MFISIE)。首先,设计一套适用于微博中突发事件的分类分层时空信息标注体系(CHSIAS),构建微博语料库;然后,结合BiLSTM-CRF构建微博时空信息识别模型,并利用117 567条标注的微博语料进行实验。结果表明:与人民日报语料标注体系相比,CHSIAS与CRF、BiLSTM、BiLSTM-CRF 3种方法结合进行时空信息识别,F值均较高,且可获得多层级、精细化的突发事件时空信息,其中,基于BiLSTM-CRF的MFISIE方法的F值(91.2%)最高。使用CHSIAS时,BiLSTM-CRF对时间信息的识别效果最好,其对兴趣点、建筑物和相对位置描述识别结果的F值比BiLSTM方法分别提升了8.8%、6.3%和12.3%,比CRF方法分别提升了7.1%、7.7%和8.9%。MFISIE可更精确地提取微博中突发事件的时空信息,为突发事件应急信息的快速感知与精准应用提供技术支撑。

    2021年03期 v.37 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1168K]
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  • 基于EEMD-瞬时频率变换的黄土高原典型地貌沟蚀活跃区识别研究

    陈琦;曹建军;汤国安;刘永娟;方炫;朱莹;李金莲;

    黄土沟谷是黄土高原物质和能量交换最频繁、形态和形状变化最剧烈的区域。黄土沟沿线作为沟蚀的重要地形特征线,是研究黄土沟蚀特征的重要切入点。该文以黄土峁区(窑家湾)、黄土梁区(安塞)和黄土塬区(长武)3个典型小流域为研究样区,以低空摄影测量生成的1 m分辨率DEM为实验数据,采用集合经验模态分解(EEMD)-瞬时频率变换方法分析各样区黄土沟沿线地形剖面的变化特征。结果表明,黄土高原不同地貌类型区沟沿线地形剖面变化特征差异明显,各样区的沟蚀活跃区多分布于沟头,沟蚀方式以沟头的溯源侵蚀最为活跃,反映了黄土高原地貌的发育进程和沟蚀活跃性,3个样区中黄土梁区(安塞)的沟蚀和沟谷发育最活跃,与实地调查结果一致。

    2021年03期 v.37 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1930K]
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  • 面向山洪预警的干旱半干旱区雨量站网优化方法——以河北省张家口市为例

    陈沫宇;张占贵;张良;李娜卿;李彦苍;

    山洪灾害已成为我国北方山区易发的自然灾害之一,雨量站网的合理布设和优化有利于剖析降水的真实影响和洪水情势变化的时空特征,提高中小河流域山洪预警(报)精度和防(减)灾能力。以河北省张家口市为例,考虑地形、河网、气象等因素,提出面向山洪预警的雨量站网优化方法;根据现代化水文建设要求,在综合分析区域降水时空分布特征、防(报)汛任务和山洪预警(报)要求的基础上,对张家口市雨量站网进行合理化布设研究。张家口市现有雨量站网监测控制面积约为62.9 km~2/站,常年报汛站主要分布在干流地区,洪灾重点防治区内站点布设不足,预警(报)和防(减)灾能力较弱;对张家口市三大流域拟增5个雨量站,优化后站网密度可增加2%~5%。

    2021年03期 v.37 16-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1612K]
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遥感科学及其应用

  • 面向高分辨率遥感影像建筑物变化检测的边缘感知网络

    吴纹辉;慎利;董新丰;杜有德;

    为提升建筑物变化检测精度,尽可能保留变化区域的边缘信息,提出一种边缘感知网络(Edge Sensing Network, ESNet),用于较大范围内的高分辨率遥感影像建筑物变化检测。ESNet由主干网、粗预测分支和精预测分支三部分组成:主干网用于提取多层次的特征差异图;粗预测分支通过跳跃连接的方式融合深层特征图与浅层特征图,以获得变化检测的粗预测图;精预测分支选取粗预测图中预测不确定性较大的点,通过融合点的深层和浅层特征实现点的变化属性再判别,从而获取建筑物变化区域的精细化边缘信息。在航空影像和卫星影像建筑物变化检测数据集上的实验表明,相比STANet、UNet++_MSOF等变化检测方法,该方法变化检测精度最高,且能有效保留边界的细节信息。

    2021年03期 v.37 21-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2740K]
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  • 深度残差神经网络频率域下蚀变岩石光谱分类模型研究

    满文婧;陈文龙;徐元进;

    以往的蚀变岩石光谱分类方法包括机器学习模型和浅层神经网络模型,且均使用光谱波形特征作为模型分类依据。小波变换能够将光谱数据转换为频谱图进行奇异性探测,显示光谱瞬态突变信息。该文使用5种不同蚀变类型的石英闪长玢岩光谱数据,通过Symlets小波变换将光谱数据转换为频谱图,作为深度卷积分类模型的基础数据,再利用50层深度残差网络(ResNet50)模型对数据进行分类,并选取准确率、损失值、召回率、精确率以及F1参数对结果进行评价。通过与传统的机器学习方法及其他方法进行比较,证明该模型的准确率和F1参数均优于对比模型,测试集分类准确率达到99.67%,表明该模型对蚀变岩石光谱数据分类的适用性较强,且具有较好的鲁棒性和泛化性。

    2021年03期 v.37 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1492K]
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  • 基于GF-2影像的雨后洪涝区超绿水体指数提取方法

    段纪维;钟九生;江丽;钟淼淼;

    暴雨后水体含沙量增加使其光谱反射率发生变化,导致利用现有水体指数方法不能很好地提取水体信息。为有效提取洪水及其他类型水体,该文基于GF-2影像,根据暴雨后水体光谱信息变化规律,提出一种超绿水体指数(Ultra-Green Water Index, UGWI),并通过实验对比分析UGWI与归一化差异水体指数法、单波段阈值法、单波段与阴影水体指数结合法的水体提取精度,结果表明:UGWI能够准确识别不同泥沙含量以及阴影下的水体,总体精度达95.75%,Kappa系数为0.91,效果优于其他几种方法;选取不同时间、不同地区、不同空间分辨率的影像进行水体提取,UGWI结果亦优于其他几种方法,总体精度达92.33%,Kappa系数为0.90;UGWI相比其他对比方法,抗干扰性更强,提取的水体信息更全面,可识别的水体类型更多,对洪区水体提取更具普适性。

    2021年03期 v.37 35-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2968K]
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  • Sentinel-2影像红边谱段对不同生长期区域优势树种识别的影响

    于婉婉;徐凯健;赵萍;申鹏举;赵月娇;

    以中国东北赤峰市美林地区5种典型优势树种为研究对象,采用与当地森林植被生长期相对应的5景Sentinel-2影像,借助支持向量机模型(SVM)与递归特征消除算法(RFE),根据可见光-近红外波段(VNIR)与不同红边谱段(RE)及红边指数(REVI)组合条件下的森林优势树种可分性测度及结果精度差异,探讨Sentinel-2影像不同红边谱段及其指数特征对区域优势树种遥感识别的影响。结果表明:Sentinel-2影像红边谱段的不同组合方式对不同生长期优势树种识别影响存在显著差异(P<0.05),其中VNIR+B5+B6为生长盛期的最佳组合方式,能够在VNIR基础上将生长盛期的识别精度均值提升约7.71%;叶全变色期是进行优势树种识别的最佳时期(P<0.05),该时期基于VNIR波段的识别精度均值达71.28%,在叠加红边波段B5+B6后提升至75.41%。此外,采用SVM-RFE算法构建适用于不同生长期的最佳REVI组合,其平均识别精度能够在全年5个生长期达到72.00%~84.31%,相比同时期基于RE+VNIR组合的最优识别结果平均提升了10.77%;在此基础上,构建适用于全生长期的优选植被指数PSRI+mSAVI+CI_(red-edge)时间序列,可实现89.03%的平均识别精度,比单时相最佳REVI组合提升了4.72%~17.03%。研究证明Sentinel-2影像红边谱段及其衍生指数特征在区域森林优势树种识别中具有较高的应用价值,可为快速、准确地提取不同生长期森林植被信息提供技术方法参考。

    2021年03期 v.37 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2620K]
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空间信息技术综合应用

  • 郑州市零售业空间格局及影响因素分析

    李江苏;孟琳琳;曹红梅;李明月;

    零售业与居民生活密切相关,其空间布局对满足居民消费需求、城市经济发展等方面有重要影响。城市空间格局决定了产业发展环境,影响产业布局。该文采用空间分析方法,分析郑州市零售业空间分布特征,并利用地理探测器探讨不同城市空间对零售业空间布局的影响。研究发现:1)零售业空间集聚特征明显且存在空间尺度效应,随距离增加,空间集聚性先增加后减小;2)零售业具有明显的"核心—边缘"空间结构特征,且集中分布在距市中心10 km范围内;3)5种城市空间对零售业整体空间布局具有显著影响,其中休闲娱乐和交通空间对郑州市零售业空间布局影响较大,因子解释力分别为0.675、0.656,其次为居住、公共和商业空间,影响程度接近;4)不同城市空间对不同零售业态空间布局的影响程度有差异,居住和公共空间对医药及医疗器材零售布局影响较大,交通空间对综合零售布局影响较大,而商业和休闲娱乐空间对文化、体育用品及器材零售布局影响较大。

    2021年03期 v.37 50-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1975K]
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  • 基于POI大数据和可达性双重约束的城市空间结构研究

    高岩琰;张晓瑞;张奇智;王振波;

    针对城市空间结构研究现状,将传统的城市空间可达性研究与大数据有机结合,在网格法基础上构建城市空间结构研究新思路。通过空间句法模型计算每个城市网格的空间可达性,应用POI大数据得到每个网格的POI密度,对可达性与POI密度进行交叉对比分析,得到基于POI大数据和可达性双重约束的城市空间结构特征类型和空间分区方案。以合肥市中心城区为例,经分析将中心城区划分为3类空间分区,进而根据每类空间的特点提出针对性的空间发展建议。该研究可为城市空间结构研究及城市空间规划布局提供方法参考和决策依据。

    2021年03期 v.37 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1768K]
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  • 城市道路PM_(2.5)浓度的时空变化及地理因子影响分析

    汪帅;邹滨;许珊;李莎;

    通过移动走航式观测获取长沙市岳麓山周边道路不同通勤时段PM_(2.5)浓度数据,结合土地覆盖、兴趣点、数字高程模型、邻近污染源和街区路网分布5类微环境地理因子,采用空间聚合、空间自相关分析、分位数回归分析等方法,探究研究区内道路PM_(2.5)浓度的时空变化及其与城市微环境地理因子的潜在联系。结果表明,长沙市岳麓山周边道路不同通勤时段PM_(2.5)浓度时空差异明显:晚高峰时段PM_(2.5)中位数浓度高达31.5μg/m~3,早高峰和非高峰时段分别为28.2μg/m~3和22.0μg/m~3;高值PM_(2.5)浓度在通勤高峰时段空间分布相对集中,在非高峰时段则相对分散。就地理因子影响而言:不同通勤时段影响PM_(2.5)浓度的微环境地理因子在数量与类别上存在差异;同时,微环境地理因子对不同分位数道路PM_(2.5)浓度的影响也具有异质性。依据各通勤时段不同地理因子的影响趋势和影响程度,采取相应的针对性调控、空间合理配置等干预策略有望全面降低道路PM_(2.5)浓度。本研究可为基于空气质量视角的城市空间规划与开发建设调控提供科学依据。

    2021年03期 v.37 65-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2793K]
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  • 近10年来苏州主城区职住空间格局演变及类型划分

    董佳楠;汪德根;周国艳;

    基于2010年和2019年高德地图POI数据,运用缓冲区、标准差椭圆和最近邻层次空间聚类法分析近10年苏州主城区职住空间格局的演变特征。研究表明:苏州主城区居住郊区化和就业多中心格局显著,职住空间呈"南—北"向分布且重心南移,职住热点区分别展现"凝聚型+扩散"和"分散型+向心"的动态分布;从分产业角度按集聚分区测度方法将职住空间划分为7种类型,即居住主导型、制造业主导型、服务业主导型、制造业+服务业主导型、居住+制造业主导型、居住+服务业主导型和职住均衡发展型;根据类型区不同特征,概括出3种演变模式,即核心区服务业拓展模式、近核区职住均衡化模式和远核区职住稳定发展模式。

    2021年03期 v.37 73-81+108页 [查看摘要][在线阅读][下载 2818K]
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自然地理与国土资源

  • 中国建设用地利用效率与经济发展水平的空间格局演进分析

    魏建飞;李强;安子琪;郝若妍;

    在中国经济高质量发展背景下,如何有效协调城市的经济发展水平与有限建设用地资源之间的矛盾成为亟待解决的问题。该文通过构建综合指标体系,运用多种空间分析方法,对2009年和2018年中国市域尺度下建设用地利用效率与经济发展水平的空间格局演进及耦合特征进行分析。结论如下:1)从空间分异格局看,建设用地利用效率和经济发展水平均以北京、上海为双核心形成高值凸显区;中值区分布在中部郑州、武汉等高城镇化地带;低值区连绵分布在西部地区。显著H-H区以北京—上海—广州一线为主要发展轴,显著L-L区集聚在胡焕庸线西侧,形成大面积的低值塌陷区。2)从双变量全局空间自相关看,二者存在正向相关作用且集聚现象显著。从局部空间自相关看,显著H-H区主要集聚在京津冀、山东半岛、长三角城市群,但集聚范围逐渐缩减;显著L-L区主要分布在西北及青藏高原地区,东北地区的低值集聚现象凸显;显著L-H区主要集聚在中部河南和山西等省;显著H-L区以拉萨为中心,且其极化效应有所加强。3)从内部耦合协调特征看,高度耦合协调区多分布在中东部直辖市或省会城市,其数量在2018年有所缩减;良性耦合协调区多分布在中原城市群核心区,该类型城市数量在2018年显著下降;一般耦合协调区主要分布在中部及东北地区,2018年城市数量显著提升;低度耦合协调区覆盖西北及青藏高原地区,且集聚范围逐渐向东延伸。最后结合建设用地利用效率与经济发展水平空间格局演进状态和现实发展阶段提出了相应的政策建议。

    2021年03期 v.37 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1471K]
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  • 河北省县域乡村韧性测度及时空演变

    胡霄;李红波;李智;张小林;

    目前中国城乡变化剧烈,乡村地区面临的风险加剧,如何有效提升乡村韧性,成为亟须探索的重要议题。通过构建乡村韧性分析框架,对1996-2016年河北省县域乡村韧性的时空分异格局及演变过程进行测度与分析,研究结果表明:1)县域乡村综合韧性经历了从小幅提升到明显增强的演化过程,且县域间乡村综合韧性差距呈现先上升再下降的趋势;在生态环境和经济发展水平两个主导因素影响下,县域乡村综合韧性总体呈现以"阜平县—平泉市"一线为界,东南高、西北低的分布格局。2)县域乡村综合韧性存在空间正相关性,空间集聚程度呈现先弱后强的变化态势;县域乡村综合韧性正向集聚程度呈现先强后弱的趋势,邻域单元韧性的差距则有所扩大。该研究可在一定程度上丰富乡村韧性与乡村可持续发展理论以及乡村韧性的测度方法,弥补现有研究尺度的不足,并为明确乡村的发展优势和薄弱环节、提升乡村地域系统的韧性潜力、推动乡村治理路径的创新提供参考。

    2021年03期 v.37 89-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2192K]
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  • 基于GWR模型的地下水超采对地面沉降影响分析

    田秀秀;王彦兵;杨翠玉;赵亚丽;王新雨;

    为定量表达地面沉降和地下水位变化的空间关系,分析地下水超采对地面沉降的影响,该文基于永久散射体干涉测量(PS-InSAR)技术获取北京平原区地面沉降信息,采用普通最小二乘(OLS)和地理加权回归(GWR)建立北京平原区地面沉降与各含水层水位变化的响应模型;通过对比分析发现GWR模型能够表征77%的地面沉降与地下水位变化相关关系,可更直观地揭示不同地区地下水超采对地面沉降影响的空间特征,更好地表达地面沉降与地下水位变化的空间非平稳性。基于GWR模型的研究表明,不同含水层的水位变化对不同地面沉降区的影响不同,第二、三承压含水层的开采对严重和较严重沉降区的正向影响较大,与北京市以第二、三承压含水层为主要应用水的统计规律一致。

    2021年03期 v.37 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 2273K]
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  • 京津冀非物质文化遗产资源的空间格局及旅游开发研究

    高彩霞;刘家明;高岩;张书颖;

    研究非物质文化遗产资源的空间分布格局及旅游开发对提高区域非遗保护意识和管理水平、推动文化旅游产业高质量发展具有重要意义。该文基于ArcGIS分析京津冀区域非遗资源的空间分布特征及其与国家5A级旅游景区的空间关联性。结果表明:1)京津冀区域非遗整体呈集聚性分布,但区域差异明显,并呈现以中心城市为核心逐渐向外围区县扩散减少的分布格局;2)各类型非遗在结构及空间分布上具有较大差异,结构上以传统技艺类非遗为主体,以传统体育游艺与杂技、传统舞蹈类等为支撑,空间分布上传统戏剧、传统音乐、民俗类非遗资源差异最大;3)距所属城市中心越近的国家5A级旅游景区缓冲区内的非遗数量越多,反之则越少。最后从明确文化保护和旅游开发的重点类型、建设国家级文化生态保护区、打造非遗文化特质和旅游差异性、借势国家级旅游品牌四方面对京津冀区域非遗保护及旅游开发提出了相关建议。

    2021年03期 v.37 103-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K]
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经济地理与旅游环境

  • 基于北极航道开通情景的世界贸易网络演进分析

    熊文;罗熙;孙婷;俞越;徐丹丹;

    随着北极冰层逐年消融,穿越北极的航行逐渐成为可能。由于北极航道能够大大缩短亚欧、美欧之间的航行距离,北极航道的通航可能会对世界贸易网络格局造成冲击。基于此,该文应用社会网络分析方法分析世界贸易网络的历史发展特征,并结合相关情景设计分阶段预测北极航道开通对世界贸易网络格局的冲击特征。结果显示,世界贸易网络整体呈发展态势,但各节点发展不均衡,各个地缘政治区域以及北极航道利益相关国家(地区)的贸易地位都有不同变化;北极航道的开通对于沿线及其延长线上相关国家权益的发展有利,但对沙特、埃及、新加坡等传统航道重要节点的中心地位、中介能力和核心程度会起到稀释作用,使世界贸易减少对传统航道的依赖。基于研究结果,认为推进北极航道开通对于减少中国对传统航道的依赖、分散航运风险以及"冰上丝绸之路"建设均有积极的战略意义。

    2021年03期 v.37 109-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1576K]
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  • 中国及其周边国家国际旅游市场的互动格局与结构特征

    马晓龙;李维维;魏楠;王蓉;

    国际旅游市场互动格局与结构特征是产业政策制定的依据,对旅游市场国际话语权的构建具有重要意义。以中国及其周边共22个国家为研究对象,采用社会网络分析法中的2-模网络和奇异值分解法对2017年国际旅游流网络结构进行刻画。结果表明:入境旅游市场互动格局中,中国发挥着主导作用,其与域内国家之间的联系度高、通达性好,且被其他国家高度依赖,处于入境旅游关系网络的核心位置。但在出境旅游市场互动格局中,菲律宾、日本、新加坡等传统旅游大国与域内其他国家间的联系相对紧密,联系的通达性条件较好,在国际旅游网络体系中发挥着重要作用,处于权力相对中心位置。进一步采用奇异值分解技术,根据中国及其周边国家间的相互作用关系,将这些国家聚类为中心环状内聚型组团、(中)南亚联动内聚型组团和西(北)亚联动扩散型组团三大类别。研究认为,中国及其周边国家在入境旅游市场和出境旅游市场的网络关系结构中,尽管传统旅游大国发挥着关键作用,构成网络体系的核心,主导着域内国际旅游发展的方向,但大国的入境旅游与出境旅游地位并不总是匹配,作为出境旅游客源国,中国在周边国家中的作用并不十分突出,需进一步提升对这些国家的影响力。

    2021年03期 v.37 120-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1818K]
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  • 山东省限制开发区产业生态化时空分异特征与驱动因素

    高思齐;郭付友;

    研究山东省限制开发区产业生态化时空演化格局及其作用机理对全面推动山东省新旧动能转换具有现实意义。基于产业生态化内涵,从产业系统与生态环境系统视角构建山东省限制开发区产业生态化综合评价指标体系,并利用耦合协调度、空间自相关分析、地理探测器等方法对产业生态化时空分异特征与驱动因素进行研究,结果表明:1)2006-2017年山东省限制开发区产业生态化水平呈"M"形演变趋势,产业系统和生态环境系统间的交互作用机制并不稳定,从阶段划分而言,产业生态化仍处于初级发展时期;2)限制开发区产业生态化空间分异特征显著,各县域之间存在较明显的空间集聚现象;3)经济发展水平、外商投资与政府调控是高作用驱动因子,因子交互作用解释力度远高于单一因子,反映山东省限制开发区产业生态化时空分异特征是多种影响因素交互作用的综合表现。

    2021年03期 v.37 128-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1836K]
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  • 乡村旅游地居民不规范行为对重游意愿的影响机理和效应研究——一个条件过程模型的验证

    纪颖超;殷杰;

    乡村旅游是乡村振兴的重要抓手,而乡村旅游地居民不规范行为阻碍着乡村旅游健康发展。厘清乡村旅游地居民不规范行为对重游意愿的作用路径,对提高乡村旅游重游意愿具有重要意义。以福建省乡村旅游地为案例地,通过问卷调研373名乡村旅游者,应用Process宏程序揭示乡村旅游地居民不规范行为对重游意愿的影响机理和效应。结果显示:乡村旅游地居民不规范行为正向影响旅游者风险感知;旅游者风险感知对重游意愿有显著的负向影响;旅游者风险感知在乡村旅游地居民不规范行为与重游意愿间起中介作用;旅游者自我效能可调节旅游者风险感知与重游意愿间的负向关系,即旅游者自我效能越高,其缓解风险感知对重游意愿的负向影响力越强。

    2021年03期 v.37 135-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K]
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报道

  • “社会感知与地理空间智能”专刊征稿通知

    <正>社会感知(Social Sensing)是借助各类地理大数据研究人类时空间行为特征,进而揭示社会经济现象的时空分布格局、联系以及演化过程的理论和方法。伴随大数据时代的来临,全面涵盖人类活动与地理环境信息的地理大数据突破了传统目的性采样数据在数据范围、时空粒度与信息内涵等方面的局限,为"人—地"关系的全面认知带来了全新的研究范式。近年来,人工智能领域的技术进步给地理空间相关领域研究的智能化发展和融合创新带来了新机遇和新挑战。地理空间智能(GeoAI)作为地理空间科学与人工智能相结合的交叉学科研究方向,有力提升了对地理现象和地球科学过程的动态感知、智能推理和知识发现的能力。因此,在地理大数据社会感知手段的支持下,探讨地理空间智能的关键技术与应用,可为地理学研究提供有力的方法和技术支撑。为此,本刊特邀北京大学刘瑜教授、中南大学邓敏教授、杨学习博士任责任主编(Guest Editor),组织《地理与地理信息科学》"社会感知与地理空间智能"专刊,诚挚邀请海内外学者惠稿。

    2021年03期 v.37 142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K]
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