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基于实时路况的交通拥堵时空聚类分析 ——以北京市二环以内为例

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基于实时路况的交通拥堵时空聚类分析 ——以北京市二环以内为例

作者：刘瑶杰首都师范大学

学位级别：硕士

新世纪以来,我国的城市化进程不断加快。城市急剧增长的机动车数量与相应的缓慢发展的城市基础设施以及城市管理水平形成了剧烈的矛盾。这导致了城市交通拥堵现象频发。交通拥堵问题已成为我国特大城市发展过程中急需解决的问题。拥堵... 详细信息

新世纪以来,我国的城市化进程不断加快。城市急剧增长的机动车数量与相应的缓慢发展的城市基础设施以及城市管理水平形成了剧烈的矛盾。这导致了城市交通拥堵现象频发。交通拥堵问题已成为我国特大城市发展过程中急需解决的问题。拥堵信息的获取与处理十分复杂,且海量的数据让传统的表达和分析手段在处理这些大规模的复杂时空问题时表现的力不从心。因而许多学者试图通过大数据分析方法和技术,研究和分析特大城市交通拥堵问题。而这些研究多从统计学的角度进行处理,并没有将拥堵与地理学结合在一起,具有一定的局限性。在这种背景下,本文从时空地理学的角度出发,利用城市路网数据、实时路况数据分析出城市交通拥堵的时空分布特征,并结合城市法人数分布的空间数据探索交通拥堵产生和发展的地理规律。本文研究着重对以下三个方面进行深入探讨：1)基于网络瓦片数据的实时路况数据的获取：包括道路数据的提取和实时路况数据提取。在提取道路数据的过程中,将道路表达为带有拓扑关系的点状要素。并利用点状道路数据对实时路况数据进行初步提取。最后对初步提取的实时路况数据进行预处理,得到完整的实时路况数据。2)利用实时路况数据进行基于平均路况的拥堵分析,并对实时路况数据进行时空探索性分析。基于平均路况的拥堵分析对聚类分析的结果有指导和验证的作用。时空探索性分析是实时路况数据进行聚类分析的前提。3)基于ST-DBSCAN方法的时空聚类分析：包括初步时空聚类、时空拥堵块提取和聚类结果分析。实时路况数据经初步时空聚类和时空拥堵块提取之后得到了“大型时空拥堵块”。这些“大型时空拥堵块”结合其他不同的GIS空间数据(如城市法人数分布等)可以分析出道路拥堵的可能的原因。本文利用一种方便易行的实时路况数据获取方法,提出了基于实时路况数据的对交通拥堵进行时空聚类分析的方法,并利用北京市二环内的实时路况数据进行了实验,初步分析了研究区内的拥堵分布特征和拥堵形成的原因。结论有助于对拥堵问题进行有针对性的治理,也可以对公众出行及应急支援提供服务。

关键词：交通拥堵时空聚类 ST-DBSCAN 实时路况

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城市内涝的对策及GIS在其中的应用

中学地理教学参考 2012年第1期 72-73页

作者：刘瑶杰刘振泉首都师范大学资源环境与旅游学院浙江省衢州市常山县第一中学

城市内涝灾害是由于雨量过多、地势低洼、积水不能及时排除而形成的自然灾害。其产生的自然原因主要是由于雨量多，地势低；人为原因主要是城市排水系统不完善和城市规划建设缺乏对内涝问题的考虑。

关键词：市内 GIS 城市规划建设应用自然灾害自然原因排水系统人为原因

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遥感在生态系统生态学上应用的机遇与挑战

生态学杂志 2017年第3期36卷 809-823页

作者：张扬建范春捆黄珂刘瑶杰俎佳星朱军涛中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学北京100049 西藏自治区农牧科学院农业研究所拉萨850032

生态学正朝着区域和宏观尺度及定量化方向发展,社会经济发展对生态学研究也提出了新的要求。遥感作为有效技术手段在生态学研究的应用上得到了越来越多的重视。研究遥感的功能与生态学研究中存在的问题,寻求遥感技术与生态学结合切入点... 详细信息

生态学正朝着区域和宏观尺度及定量化方向发展,社会经济发展对生态学研究也提出了新的要求。遥感作为有效技术手段在生态学研究的应用上得到了越来越多的重视。研究遥感的功能与生态学研究中存在的问题,寻求遥感技术与生态学结合切入点,不仅是遥感应用发展的需要,更是解决生态学问题的有益途径。对于非遥感专业的生态学研究人员及从事专业遥感的科研人员来说,生态学和遥感的结合还缺少相关的背景知识介绍。本文从生态学研究的发展趋势、遥感技术的特点,综合论述遥感在生态学研究中的特点、历史发展及未来趋势。本综述主要针对于生态系统尺度以上生态学的研究,具体包括遥感在生态系统环境、生态系统生物组成、生态系统结构、生态系统物质循环和流动及生态系统功能等方面的应用。结合遥感技术的发展,论述了遥感与生态学研究有效结合的组分,同时论述了各套遥感数据在不同方面应用的优缺点,提出了遥感在生态学研究上应用的相关建议。

关键词：生态学生态系统遥感生态过程

不同幅度的实验增温对藏北高寒草甸净生态系统碳交换的影响

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植物生态学报 2016年第12期40卷 1219-1229页

作者：朱军涛陈宁张扬建刘瑶杰拉萨高原生态试验站生态系统网络观测与模拟重点实验室中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学北京100049

全球气候变暖将对陆地生态系统(尤其是高寒草甸生态系统)碳循环产生深远影响。该研究依托中国科学院地理科学与资源研究所藏北高原草地生态系统研究站(那曲站),设置不同增温幅度实验,模拟未来2℃增温和4℃增温的情景,探究不同增温幅度... 详细信息

全球气候变暖将对陆地生态系统(尤其是高寒草甸生态系统)碳循环产生深远影响。该研究依托中国科学院地理科学与资源研究所藏北高原草地生态系统研究站(那曲站),设置不同增温幅度实验,模拟未来2℃增温和4℃增温的情景,探究不同增温幅度对青藏高原高寒草甸净生态系统碳交换(NEE)的影响。研究结果显示:1)在2015年生长季(6–9月),不增温和2℃增温处理下NEE小于0,总体表现为碳汇,而4℃增温处理下NEE大于0,总体表现为碳源;2)在生长季的6月、8月及整个生长季,与不增温相比,4℃增温处理显著提高了NEE,而2℃增温处理没有显著改变NEE;7月,2℃和4℃增温处理均显著提高了NEE;3)在半干旱的高寒草甸生态系统,土壤水分是决定NEE的关键因素,增温通过降低土壤水分而导致高寒草甸生态系统碳汇能力下降。该研究可为青藏高原高寒草甸生态系统应对未来气候变化提供基础数据和理论依据。

关键词：气候变暖高寒草甸净生态系统碳交换碳收支藏北高原

面向学生多层次需求的高校本科毕业论文设计的思考

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教育教学论坛 2020年第6期 292-293页

作者：靳燕刘瑶杰南京邮电大学地理与生物信息学院江苏南京210023 江苏省智慧健康大数据分析与位置服务工程实验室江苏南京210023 南京大学国际地球系统科学研究所江苏南京210023

毕业论文是高等学校培养学生的重要教育教学环节,也直接影响与反映本科的教学质量。然而,受社会环境、高校、教师及学生等多方面因素的影响,本科毕业论文质量良莠不齐。文章结合学生的不同特点,从多层次需求出发,提出了提升本科毕业论... 详细信息

毕业论文是高等学校培养学生的重要教育教学环节,也直接影响与反映本科的教学质量。然而,受社会环境、高校、教师及学生等多方面因素的影响,本科毕业论文质量良莠不齐。文章结合学生的不同特点,从多层次需求出发,提出了提升本科毕业论文质量的新思路。

关键词：高校本科生毕业论文多层次需求

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藏北高原高寒草甸生态系统呼吸对增温的响应

生态环境学报 2016年第10期25卷 1612-1620页

作者：李军祥曾辉朱军涛张扬建陈宁刘瑶杰北京大学深圳研究生院广东深圳518055 北京大学城市与环境学院北京100871 拉萨高原生态试验站//生态系统网络观测与模拟重点实验室//中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100190

生态系统呼吸(ER)作为生态系统最大的碳通量途径之一,其微小的波动都会引起大气中二氧化碳浓度的显著变化。本研究利用开顶箱(OTCs)式装置在藏北高原高寒草甸生态系统设置不同增温梯度实验,模拟未来增温2℃(T1)和增温4℃(T2)情景,探究... 详细信息

生态系统呼吸(ER)作为生态系统最大的碳通量途径之一,其微小的波动都会引起大气中二氧化碳浓度的显著变化。本研究利用开顶箱(OTCs)式装置在藏北高原高寒草甸生态系统设置不同增温梯度实验,模拟未来增温2℃(T1)和增温4℃(T2)情景,探究增温对生态系统呼吸(ER)的影响。研究结果表明:(1)在2015整个生长季及生长季前期,模拟未来增温2℃和4℃均显著降低了ER(2015年整个生长季T1减少了ER为34%,T2减少了ER为31%;生长季前期T1减少了ER为35%,T2减少了ER为36%),但在生长季后期,模拟未来实验增温2℃显著降低ER(T1减少了34%),而模拟未来实验增温4℃没有显著改变ER;(2)回归分析结果表明,在整个2015年生长季及生长季前期,土壤水分是决定生态系统呼吸(ER)的关键因素,而生长季后期ER主要受土壤温度影响,因此在半干旱的高寒草甸生态系统中,土壤水分和土壤温度二者共同调节生态系统呼吸(ER)。研究结果表明,在干旱的生长季,未来增温可能会抑制高寒草甸生态系统的碳排放。

关键词：高寒草甸生态系统呼吸实验增温响应藏北高原

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基于浮动车数据的城市学校周边交通拥堵分析

首都师范大学学报（自然科学版） 2015年第2期36卷 93-98页

作者：刘瑶杰张晶张富华翟瀚首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048

交通拥堵是当今各大城市的普遍现象.城市学校在上下学时间段对其周边的道路产生了明显的交通压力.本文将开学后某一周的浮动车数据与道路路网进行匹配,计算出道路的平均车速和道路拥堵级别.选取具有代表性的5所北京市小学作为研究对象,... 详细信息

交通拥堵是当今各大城市的普遍现象.城市学校在上下学时间段对其周边的道路产生了明显的交通压力.本文将开学后某一周的浮动车数据与道路路网进行匹配,计算出道路的平均车速和道路拥堵级别.选取具有代表性的5所北京市小学作为研究对象,根据不同学校,不同时间的各种情况对学校周边道路进行拥堵分析.采用空间统计分析中的空间自相关性分析方法研究学校对道路的空间上的影响.在时间尺度上,采用统计分析和对比分析探讨学校对其周边道路的时间上的影响.研究结果表明:1学校对道路的影响具有空间自相关特征,且呈现距离扩散的特征;2学校对道路的影响时间上体现在上下学时间段;3人数越多的学校对周边道路的影响也越大,周边道路的等级越高其缓解拥堵的能力也越高.

关键词：浮动车数据学校交通拥堵数据挖掘.

藏北高山嵩草草甸群落特征及生产力对模拟增温幅度的响应

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生态学报 2019年第2期39卷 474-485页

作者：李军祥张扬建朱军涛曾辉常文静丛楠刘瑶杰俎佳星黄珂朱艺旋王荔唐泽陈宁北京大学深圳研究生院深圳518055 拉萨高原生态试验站生态系统网络观测与模拟重点实验室中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100190 北京大学城市与环境学院北京100871 中国科学院大学北京100190

青藏高原气候严酷,陆地表层生态系统脆弱,其高寒植物群落特征及生态系统生产力对气候变化的响应极其敏感。利用开顶箱(OTCs,Open Top Chambers)式装置在藏北高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸设置不同增温梯度实验(W1、W2、W3、W4),探究... 详细信息

青藏高原气候严酷,陆地表层生态系统脆弱,其高寒植物群落特征及生态系统生产力对气候变化的响应极其敏感。利用开顶箱(OTCs,Open Top Chambers)式装置在藏北高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸设置不同增温梯度实验(W1、W2、W3、W4),探究增温对高寒草甸植物群落特征及地上生产力的影响。研究结果表明:1)与对照样地相比,增温减少了植物群落总盖度(2015年,W1、W2、W3、W4分别显著减少了28%、23%、59%、60%; 2016年,W4显著减少了83%)和高山嵩草盖度(2015年,W1、W2、W3、W4分别显著减少了26%、33%、681%、64%; 2016年,W4显著减少了85%),而低幅度增温(W1、W2)对委陵菜属植物盖度无显著影响,高幅度增温(W3、W4)显著减少了委陵菜属植物盖度(2015年,W3、W4分别显著减少了58%和60%;2016年,W4显著减少了71%); 2)对整个植物群落而言,增温幅度较低时,增温对群落的生长和生物量的积累有促进作用,当温度升高超过一定程度,这种促进作用会逐渐减弱甚至变成抑制作用(2015年,W4显著减少了地上生物量69%; 2016年,W4显著减少了地上生物量82%); 3)高山嵩草盖度和其他物种总盖度存在显著的年际差异,而委陵菜属植物盖度无明显的年际变化。研究结果预示着,一定程度的升温会促进高寒草甸植物群落的生长,但温度升高超过一定幅度时,会导致草地生产力下降,草地退化加剧,同时当地群落中委陵菜属植物在全球变化背景下相对稳定,这类物种在未来气候变暖的背景下可能具有更强的竞争力。

关键词：地上生产力群落特征多梯度增温高山嵩草草甸藏北高原

高寒草甸退化过程中群落生产力和物种多样性的非线性响应机制研究

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植物生态学报 2018年第1期42卷 50-65页

作者：陈宁张扬建朱军涛李军祥刘瑶杰俎佳星丛楠黄珂王荔中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室拉萨高原生态试验站北京100101 中国科学院大学北京100190 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100190 北京大学深圳研究生院深圳518055

为了阐释青藏高原高寒草甸退化的关键生态过程,该研究依托藏北高原草地生态系统研究站(那曲站),设置不同退化梯度实验,即对照、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化5个梯度,探究群落生产力和物种多样性对不同退化强度的响应机制。... 详细信息

为了阐释青藏高原高寒草甸退化的关键生态过程,该研究依托藏北高原草地生态系统研究站(那曲站),设置不同退化梯度实验,即对照、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化5个梯度,探究群落生产力和物种多样性对不同退化强度的响应机制。结果表明:1)随着退化程度不断加剧,地上生物量呈现线性或非线性增加趋势,在重度退化处理下,地上生物量显著高于对照32.3%,其中高山嵩草(Kobresia pygmaea)地上生物量呈非线性下降趋势,而矮火绒草(Leontopodium nanum)地上生物量呈非线性增加趋势;2)与地上生物量的响应模式相反,随着退化程度加剧,地下生物量与总生物量均呈现非线性降低趋势;3)高寒草甸退化过程中,物种辛普森指数、丰富度指数、香农多样性指数和均匀度指数均呈现非线性上升趋势。结构等式方程结果表明,土壤碳含量和体积含水量与地下生物量均呈现显著的正相关关系。土壤碳含量、体积含水量和砾石质量比对地上生物量无显著影响,土壤碳、氮含量与物种多样性指数呈现显著的负相关关系。研究认为地上生产力的变化不能很好地指示草地的退化程度,建议今后研究应以可食性牧草和毒杂草等植物功能群的变化来衡量草地退化。

关键词：高寒草甸退化梯度物种多样性生产力非线性响应