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程东亚,张小林,李红波. 变形泰森多边形理论在乡村快递点布局影响因素分析中的应用[J]. 地球信息科学学报,2024,26(9):2140-2160. [ Cheng D Y, Zhang X L, Li H B. Application of the Deformed Thiessen Polygon in the analysis of layout influence factors for rural express delivery points[J]. Journal of Geo-information Science, 2024,26(9):2140-2160. ] DOI:10.12082/dqxxkx.2024.230727
泰森多边形社会经济应用研究已经发展多年,可以很好地解决一些实际问题。但在当前部分社会经济现象空间划分的研究中,泰森多边形出现了一些不适用的问题,阻碍了该理论进一步发展。以快递点为例,假如某个地区范围很大,且仅存在一个快递点时。正常情况下,快递使用者均会选择该快递点提供服务,此时采用泰森多边形空间划分是适用的。当范围和距离缩小时(例如,日常生活中一些小区门口或内部),存在多个快递点,且各点之间距离相对很近。快递使用者选择快递点提供服务时,其随机性更强,采用泰森多边形空间划分并不适用。这种现象不仅存在于快递点中,很多社会经济点中均存在类似的现象。如何提出新理论或改进方向,解决泰森多边形应用中存在的问题,不仅具有理论价值,更具有实际的应用价值。
这项研究根据泰森多边形理论的发展现状和社会经济应用研究的需要,提出了变形泰森多边形理论。该理论的主要内容如下:
(1) 变形泰森多边形是泰森多边形在社会经济应用中的改进和拓展,变形泰森多边形由变形区和非变形区2个部分组成,变形区是泰森多边形的局部变形,非变形区是原始的泰森多边形。变形泰森多边形可以有效地解决泰森多边形空间划分与实际情况不匹配的问题,有利于提高社会经济问题研究的可行性与科学性。
(2) 变形泰森多边形变形区确定的主要原则。主要变形原则1:根本原则——最符合社会经济实际情况原则。一般来说,社会经济点的类型非常多样,不同社会经济点的实际服务(影响)范围具有差异。对于不同类型的社会经济点,使用变形泰森多边形时,需要考虑其变形是否具有实际含义。主要变形原则2:重要原则——最小变形范围原则。不同社会经济问题研究中,后续对应的数据处理流程并不一致。在符合社会经济实际、尽量保证后续研究可行性的前提下,变形范围可以尽量减小,以提高研究的精确性和科学性。需要说明的是,“主要变形原则2”是建立在“主要变形原则1”的基础上;即“主要变形原则1”是基础,且最为重要。
(3) 变形泰森多边形的主要特征。主要特征1:存在2个分区。变形泰森多边形由变形区和非变形区2个部分组成,变形区由泰森多边形局部变形而来,非变形区是原始的泰森多边形。主要特征2:单个多边形内,点数量具有差异。变形区中,单个多边形内,点数量有2个或以上;非变形区中,单个多边形内,点数量仅有一个。主要特征3:适用于社会经济点空间划分研究。社会经济点距离很近,且各点实际服务(影响)边界相对模糊时,变形区能够科学准确地说明该特征。非变形区适用于社会经济点距离较大,且各点服务(影响)边界相对明显的情况。
泰森多边形与变形泰森多边形空间划分的结果对比
基于变形泰森多边形理论,以江苏省苏州市乡村(其含义见正文)为研究区,快递点为具体案例,采用普通最小二乘法(OLS)、空间滞后模型(SLM)、空间误差模型(SEM)、地理加权回归(GWR)等方法,揭示乡村快递点布局影响因素。结果表明:将快递点服务范围作为快递点布局的表征指标,以该指标为因变量,人口规模、经济规模、路网密度等为自变量,探究研究区快递点布局影响因素。P<0.05时,研究区OLS、SLM模拟结果显示:人口规模、平均坡度、水域面积为正影响因素,其中人口规模为正主导影响因素;经济规模为负影响因素。研究区GWR模拟结果显示:人口规模和水域面积为正空间影响,经济规模为负空间影响,路网密度、平均坡度正负空间影响均存在。
苏州市乡村快递点布局影响因素的回归系数局部空间差异特征
作者简介
张小林,南京师范大学地理科学学院教授、博士生导师。现为江苏省土地学会“首席专家”、江苏省区划地名协会副会长、南京市国土资源学会副理事长,南京师范大学区域发展与规划研究中心主任。长期从事人文地理学基础理论与应用研究,重点研究方向为城乡发展与区域规划。先后主持和参与国家自然科学基金课题10余项,围绕乡村性、乡村空间、城乡空间组织演变、乡村聚落转型与重构等方面开展了系统的研究。三十多年来,出版专著及编著近二十部,公开发表论文200余篇。曾获霍英东教育基金会第六届高等院校青年教师奖(1998),中国地理学会第六届“全国青年地理科技奖”(2001)。荣获教育部全国普通高等学校优秀教材一等奖一项,国土资源部国土资源科学技术奖一等奖1次,二等奖2次。
李红波,博士,教授,博士生导师,南京师范大学地理科学学院副院长,中国地理学会农业地理与乡村发展专业委员会委员,中国自然资源学会土地资源研究专业委员会委员,江苏省乡村规划建设研究会理事,国家自然科学基金通讯评审专家,《经济地理》青年编委。主要从事乡村地理与规划方向的教学科研工作,聚焦乡村转型与重构、乡村空间功能演化等方面。近年来,在《地理学报》《地理研究》《自然资源学报》《Land Use Policy》《Journey of Rural Studies》《Habitat International》等国内外权威刊物发表学术论文80余篇,独著、参编著作3部,主持国家自然科学基金、国家社会科学基金、教育部人文社科项目等5项,主持其他省部级其他规划、调研、咨询课题30余项。
程东亚,南京师范大学博士研究生,主要围绕城乡发展、地理空间分析理论与应用、生态保护与资源利用等方向开展研究,以第一作者发表多篇论文。
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《地球信息科学学报》是由中国科学院主管,由中国科学院地理科学与资源研究所、中国地理学会联合主办,由资源与环境信息系统国家重点实验室(中国科学院地理科学与资源研究所)、虚拟地理环境教育部重点实验室(南京师范大学)、三维信息获取与应用教育部重点实验室(首都师范大学)联合协办的地球信息科学领域综合性学术期刊,月刊。学报创刊于1996年,创始人为陈述彭院士。学报现任主编徐冠华院士,执行主编陆锋研究员。
《地球信息科学学报》是中国科技论文与引文数据库(CSTPCD)核心期刊、中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊、全国中文核心期刊,并被EI 、Geobase,Scopus,JST,CA等国际知名数据库收录。据2021—2024年发布的《中国科技期刊引证报告(核心版)(自然科学卷)》显示,在CSTPCD所收录的2000余种自然科学类期刊中,学报连续4年综合评价总分位列全国前5%,其中2024年全国排名第41位。
《地球信息科学学报》主要刊登以地理系统信息流为研究对象,以地理信息认知理论、地理时空大数据挖掘、地理空间智能分析、地球信息图谱、遥感信息提取、虚拟地理环境、地理空间综合分析等为研究主题的学术论文,以及相关评论与简讯,重点关注地球信息科学理论方法创新成果的报道。学报开办有地球信息科学理论与方法、地理空间分析综合应用、遥感科学与应用技术等栏目,并依托国家重大项目、面向国家战略需求,先后组织了多个专刊。欢迎国内外学者踊跃赐稿,欢迎国家重大科研项目、国内外学术会议组织专辑专栏。
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