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建成环境对居民通勤方式选择的影响——以武汉市城中村为例

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地理科学进展 2021年第12期40卷 2048-2060页

作者：仝照民安睿刘耀林武汉大学资源与环境科学学院地理信息系统教育部重点实验室地球空间信息科学协同创新中心

城中村作为带着农民特色和阶级混杂重塑的空间,为弱势劳动群体融入城市化体系、实现反资本而不反市场的城镇化进程提供了保障。探讨建成环境对居民通勤方式选择的影响机制,开展城中村建成环境改造,对于解决弱势群体通勤和就业困难意义... 详细信息

城中村作为带着农民特色和阶级混杂重塑的空间,为弱势劳动群体融入城市化体系、实现反资本而不反市场的城镇化进程提供了保障。探讨建成环境对居民通勤方式选择的影响机制,开展城中村建成环境改造,对于解决弱势群体通勤和就业困难意义重大。论文基于武汉市2018年LBS(Location Based Services)数据,以公共交通通勤方式选择作为二元分类因变量,采用梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)分析建成环境与城中村居民通勤方式选择的非线性关系与阈值效应,结果显示:普遍长距离通勤的城中村居民对公共交通系统依赖性强,建成环境的非线性影响和阈值效应明显,弥补了传统线性模型在可解释性上的不足;其中公交站可达性预测贡献度最大(19.89%),阈值分别在300 m和1000 m左右,在城中村改造时应尽量满足直线距离300 m公交站点可达,保证1000 m内存在公交线路,其余变量也有相似的可解释性。研究得到的建成环境影响的优先层次和最有效的空间属性范围将为提升城中村居民就业和通勤公平,实现区域包容、协调的城镇化提供参考。

关键词：城中村通勤方式选择梯度提升决策树非线性阈值效应

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土地利用优化配置建模研究进展与展望

武汉大学学报（信息科学版） 2022年第10期47卷 1598-1614页

作者：刘耀林仝照民刘岁黄丹武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 武汉大学地理信息系统教育部重点实验室湖北武汉430079 地球空间信息科学协同创新中心湖北武汉430079 自然资源部数字制图与国土信息应用重点实验室湖北武汉430079

土地利用优化配置是解决土地资源供需矛盾、协调社会经济发展与生态保护的重要技术手段,也是土地资源可持续利用需要解决的关键问题之一。随着空间模拟和智能优化技术的发展,土地利用优化的理论基础和方法体系也在不断更新。在文献计量... 详细信息

土地利用优化配置是解决土地资源供需矛盾、协调社会经济发展与生态保护的重要技术手段,也是土地资源可持续利用需要解决的关键问题之一。随着空间模拟和智能优化技术的发展,土地利用优化的理论基础和方法体系也在不断更新。在文献计量的基础上,系统总结了国内外土地利用优化配置的驱动理论和方法,重点分析了空间模拟优化模型和智能寻优模型在土地利用优化配置建模应用中的进展和存在的问题,对土地利用优化配置未来的发展和面临的挑战进行了讨论和展望,提出自然与人文过程的耦合驱动、多模型的空间化协同、大数据知识挖掘方法的嵌入和数字孪生技术的支撑,应是土地利用优化配置领域下一阶段的研究方向。

关键词：土地利用优化配置驱动机制空间模拟智能优化

基于多源数据的城市活力与建成环境非线性关系研究——以双休日武汉市主城区为例

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地理科学进展 2023年第4期42卷 716-729页

作者：王梓蒙刘艳芳罗璇仝照民安睿武汉大学资源与环境科学学院武汉430079

通过优化城市建成环境来营造和发展城市活力是建设充满活力的城市空间的重要举措。论文以双休日武汉市主城区为例,使用人口热力数据量化城市活力的时空分布特征;选用基于梯度提升决策树的SHAP可解释性模型(gradient boosting decision t... 详细信息

通过优化城市建成环境来营造和发展城市活力是建设充满活力的城市空间的重要举措。论文以双休日武汉市主城区为例,使用人口热力数据量化城市活力的时空分布特征;选用基于梯度提升决策树的SHAP可解释性模型(gradient boosting decision tree-Shapley additive explanations,GBDT-SHAP)测算城市建成环境对城市活力的非线性影响,并提取关键变量的最佳阈值。结果表明:(1)双休日武汉市主城区城市活力的分布具有明显的时间、空间和功能异质性。城市活力在空间上整体呈现出“中心高、外围低”的特征;在时间上,从7:00开始逐渐提升,下午和晚间达到顶峰。(2)武汉市主城区建成环境显著影响了城市活力强度,且其非线性影响和阈值效应明显:大型商圈的影响阈值大致在3000~4000 m,地铁对城市活力的影响主要在城市内部且地铁站服务范围在1500 m以内,POI混合度超过0.4后会抑制城市活力。SHAP模型弥补了传统多元线性模型在可解释性上的不足。(3)到CBD的距离、离地铁站距离、天空开敞度以及商业类型存在时间驱动效应,随时间变化对城市活力的影响重要性会发生相应变化。研究结果可为武汉市主城区城市规划设计提供依据:贯彻公共交通为导向的开发理念,做好地铁交通与大型商圈的衔接,是增强城市活力的有效措施;设置户外开放空间,有利于促进居民晨练和社会活动;增加小型餐饮和娱乐场所也是增强夜间活力的措施。

关键词：城市活力建成环境非线性关系阈值效应 GBDT-SHAP 武汉市

环境正义视阈下城市公园绿地时空可达性及其影响因素

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生态学报 2023年第13期43卷 5370-5382页

作者：幸丽君杜赛南仝照民张蕾湖北大学区域开发与环境响应湖北省重点实验室武汉430062 湖北大学资源环境学院武汉430062 武汉大学资源与环境科学学院武汉430072

从环境正义视阈出发,重点关注选择步行和私家车出行的居民群体,采用高斯两步移动搜索(2SFCA)模型和基尼系数测度2000—2018年武汉市中心城区公园绿地可达性和公平性的时空差异,并运用梯度提升决策树(GBDT)模型进一步探析交通因素、用地... 详细信息

从环境正义视阈出发,重点关注选择步行和私家车出行的居民群体,采用高斯两步移动搜索(2SFCA)模型和基尼系数测度2000—2018年武汉市中心城区公园绿地可达性和公平性的时空差异,并运用梯度提升决策树(GBDT)模型进一步探析交通因素、用地因素和社会经济因素对公园绿地可达性的非线性影响及其阈值效应,以期为公平导向下的城市绿地规划提供相关参考。结果表明:(1)研究时段内公园绿地供给与需求均呈现较快的增长,居民出行成本在逐渐降低;(2)居民选择两种交通方式出行的公园绿地可达性高值区域均呈现扩大趋势,主要分布在长江两岸、湖泊和大型风景区周围,但是不同时期步行方式可达性低值区域均多于车行;同时,基尼系数显示研究时段内两种交通出行的居民享受公园绿地服务的机会均不公平,且步行可达不公平程度远大于车行;(3)用地结构和社会经济因素对不同时期公园绿地服务可达性存在协同性影响,而交通因素是不同交通方式出行可达性存在差异的主要原因;(4)非线性关系图显示关键变量的阈值效应能够为城市绿地精细化规划与管理提供量化参考。

关键词：环境正义公园绿地高斯2SFCA模型 GBDT模型武汉市中心城区

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景观格局对生态系统服务的非线性影响和阈值调控--以福建省生态高效协同区为例

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生态学报 2024年第21期44卷 9535-9551页

作者：张紫怡仝照民张立亭刘耀林东华理工大学测绘与空间信息工程学院南昌330013 东华理工大学江西省流域生态过程与信息重点实验室南昌330013 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 武汉大学资源与环境科学学院武汉430079

考虑生态系统服务间协同权衡关系,摸清协同化背景下景观格局特征与生态系统服务整体效益(TES)间的非线性关联机制,明确主控因子和最优驱动阈值,有利于生态决策在顺应自然的前提下有效落实。研究方法:自组织特征映射神经网络模型、随机森... 详细信息

考虑生态系统服务间协同权衡关系,摸清协同化背景下景观格局特征与生态系统服务整体效益(TES)间的非线性关联机制,明确主控因子和最优驱动阈值,有利于生态决策在顺应自然的前提下有效落实。研究方法:自组织特征映射神经网络模型、随机森林(RF)+可视化表达算法。结果显示:(1)福建省生态高效协同区主要分布于高海拔地区,其内部TES整体呈现出西部高于东部的空间趋势。(2)耕、林和建设用地景观特征对TES的影响程度都呈现出面积>形状>空间布局的趋势。其中,耕、林景观面积的影响>斑块面积的影响,草、建设用地斑块面积的影响>景观面积的影响。(3)各景观格局因子对TES的影响存在最优驱动阈值区间和敏感调控区间,当建设用地面积占比超过10%后,其对TES的负面影响不再随建设用地扩张而显著增加。研究结论:各景观格局指数与TES间的关联过程是非线性的,其关联过程存在明显阶段性,不能用单一的线性模型拟合。在解决TES与景观特征因子间关联问题上,研究测试了机器学习模型和线性模型的拟合效果,其中随机森林模型表现最优异。本研究的方法和思路可为其他地区和尺度的生态系统服务协同权衡关系研究提供参考。

关键词：生态系统服务协同权衡随机森林景观格局指数国土空间规划

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湖北省生态系统服务协同权衡时空差异及归因分析

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长江流域资源与环境 2024年第4期33卷 799-809页

作者：朱丹丹安睿刘艳芳仝照民窦超晏阳武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 武汉大学地理信息系统教育部重点实验室湖北武汉430079

快速城镇化进程导致生态系统服务功能日益下降,如何促进城市扩张和生态保护的协调、可持续发展成为热点话题。现有研究多采用相关性指标测度单期生态系统服务间协同权衡特征,较少兼顾动态关系识别与作用强度测定。以湖北省为例,测定2010... 详细信息

快速城镇化进程导致生态系统服务功能日益下降,如何促进城市扩张和生态保护的协调、可持续发展成为热点话题。现有研究多采用相关性指标测度单期生态系统服务间协同权衡特征,较少兼顾动态关系识别与作用强度测定。以湖北省为例,测定2010、2020年两期产水、食物供给、生境质量和土壤保持4项生态系统服务,构建动态权衡协同度(DESTI)量化2010~2020年间生态系统服务变化量的权衡/协同关系的强度及方向,引入最优参数地理探测器识别自然与社会因子对其驱动机制。结果表明:(1)2010~2020年,除生境质量外,食物供给、土壤保持和产水3项生态系统服务功能均呈递增态势;(2)4项生态系统服务间动态协同权衡的强度和方向在空间上存在显著差异;(3)动态协同权衡度受自然因素(日照时数、降雨)和土地利用类型的驱动作用明显,自然经济交互作用也增强了协同权衡的空间差异。研究全方位明晰了区域动态协同权衡的空间特征、作用强度与驱动机制,提出的管控措施有助于区域生态经济的协同发展。

关键词：生态系统服务权衡与协同最优参数地理探测器

基于TOD模式及语义功能的共享单车潮汐流与建成环境非线性关联研究

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地理与地理信息科学 2024年第5期40卷 17-27页

作者：张琳仝照民刘耀林段志强湖北省空间规划研究院湖北武汉430010 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 昆山杜克大学江苏昆山215316

公共交通导向发展(TOD)是实现城市紧凑、人居可持续发展的重要途径,共享单车与轨道交通的接驳出行极大提升了公共交通的服务范围,促进了TOD规划策略的落实。该文基于TOD规划理念,识别共享单车的接驳流动模式,在考虑地铁站语义功能基础上... 详细信息

公共交通导向发展(TOD)是实现城市紧凑、人居可持续发展的重要途径,共享单车与轨道交通的接驳出行极大提升了公共交通的服务范围,促进了TOD规划策略的落实。该文基于TOD规划理念,识别共享单车的接驳流动模式,在考虑地铁站语义功能基础上,使用可解释机器学习模型挖掘武汉市主城区共享单车潮汐流模式及与建成环境的非线性关联关系,结论如下:①根据共享单车早晚高峰时段的潮汐均衡性指数,发现武汉市主城区存在“早入晚出”和“早出晚入”两类潮汐流模式,前者出现在距城市中心距离中等的居住区和汉口中央活动区边缘的就业区,后者出现在二环线附近的就业密集区;②通过POI语义信息建模和层次聚类识别出4类地铁站语义功能主题及两种混合功能聚类簇,地铁站语义功能类型与共享单车流动模式呈强相关;③建成环境因子的非线性效应明显,当配套生活设施和道路密度适中、居住规模较大时,能有效促进共享单车高流量稳定接驳模式发生。研究结果可从共享单车优化调度、城市建成环境调整等方面为缓解共享单车潮汐流问题提供依据。

关键词：公共交通导向发展共享单车语义功能建成环境可解释机器学习模型

旋喷桩在既有铁路软弱土地区框构桥涵顶进工程中的应用

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路基工程 2012年第2期 163-165,170页

作者：仝照民中铁七局集团郑州工程有限公司郑州450052

在既有铁路施工下穿桥涵,需将该区域的路基材料和部分地基土挖去,显著改变了铁路原有的路基、地基状态,并改变地基所承受的长期荷载;同时其便梁、基坑等临时结构也改变了周围岩土体的受力状态。这就给软弱土地区的中型、大型框构桥涵顶... 详细信息

在既有铁路施工下穿桥涵,需将该区域的路基材料和部分地基土挖去,显著改变了铁路原有的路基、地基状态,并改变地基所承受的长期荷载;同时其便梁、基坑等临时结构也改变了周围岩土体的受力状态。这就给软弱土地区的中型、大型框构桥涵顶进施工带来了一系列的难题。利用旋喷桩施工机具小型、轻型的特点,对于顶进桥涵本身的地基加固、便梁基础稳定性以及对路基预处理进行加固防护等问题得到了很好的解决方法。

关键词：桥涵顶进旋喷桩既有铁路软土

基于随机森林的街道品质对房价的非线性影响研究——以广州市为例

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热带地理 2023年第8期43卷 1547-1562页

作者：李莹王楠楠仝照民刘艳芳安睿刘洋武汉大学资源与环境科学学武汉430079 广州市城市规划勘测设计研究院广州510060

为弥补传统特征价格模型的局限性以及过去所使用的线性方法解释性不足等问题,以广州市为例,在传统房价影响因素的基础上进一步考虑了街道品质对房价的影响,利用随机森林建模,绘制累积局部效应图,探索街道品质与房价的非线性关系及其阈... 详细信息

为弥补传统特征价格模型的局限性以及过去所使用的线性方法解释性不足等问题,以广州市为例,在传统房价影响因素的基础上进一步考虑了街道品质对房价的影响,利用随机森林建模,绘制累积局部效应图,探索街道品质与房价的非线性关系及其阈值效应。结果表明:1)随机森林相比于传统线性模型拟合优度更高,能有效捕捉街道品质特征及其与房价之间的非线性关系和阈值效应。2)商业经济区位、全局穿行度与社区建成年限是对房价影响最明显的3个因素,街道品质特征对房价的影响可达36.74%。3)商业经济区位对房价的负向影响随着距离的增加逐渐减弱。全局穿行度在1715以内与房价呈指数型正相关。安全性因素与房价关系的阈值效应明显。为保证街道使用的公平性,居住环境的绿视率应≥15.10%。

关键词：街道品质住宅价格非线性阈值效应广州市

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