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赏析 | 4篇GIS大赛分析组一等奖作品

GIS研发  · 公众号  ·  · 2025-04-11 17:43

正文

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图 6 武汉都市圈社会-生态要素体系

其次,利用斯皮尔曼相关系数法度量社会-生态要素之间的关联程度,根据相关关系强度提取出0.2、0.4和0.6阈值网络并分核心圈层、紧密圈层、外围圈层分析社会-生态要素的相关性特征。最后使用Networkx和Gephi,以要素为节点,相关关系为边,以相关性强度为权重构建武汉都市圈各圈层的三种阈值的社会-生态网络,分析武汉都市圈不同区域的社会-生态系统内要素特征、结构、交互作用以及网络稳定性。网络构建的部分结果(核心圈层)如图7所示。

图7 核心圈层社会-生态网络(a.0.2阈值网络;b.0.4阈值网络;c.0.6阈值网络)
4.武汉都市圈社会-生态网络评价及稳定性分析

武汉都市圈社会-生态网络构建完成后,本研究首先使用平均度、网络直径、网络密度、模块化指数、平均聚类系数及平均最短路径分析网络全局特征。结果表明,从核心圈层到外围圈层,从低相关强度阈值到高相关强度阈值网络,均呈现出网络连通性和节点联系减弱,网络节点逐渐聚集形成不同子群体的趋势。

接着,使用加权度中心性、加权接近中心性、加权中介中心性与加权特征向量中心性分析网络局部特征,部分结果(核心圈层0.2阈值网络)见图8。

图 8 核心圈层0.2阈值网络中心性

从核心圈层到外围圈层,从低相关强度阈值到高相关强度阈值网络,均呈现出中心节点的影响力和重要性减弱,去中心化趋势明显的规律。外围圈层中介节点规模与作用逐渐增加。在各个圈层中均识别到中心节点和中介节点。各圈层中人地城镇化协调度均为中心节点。

另外,本研究还使用凝聚子群分析网络节点间的交互模式,部分结果如图9所示。

图 9 核心圈层社会-生态网络凝聚子群 (a.0.2阈值网络;b.0.4阈值网络;c.0.6阈值网络)
由核心圈层到外围圈层,凝聚子群内的节点组成由单一的生态系统要素或社会经济系统要素转变为二者混合。两类节点之间互动加强。

最后,本研究设置六种情景对各圈层不同稳定性的社会-生态网络的进行模拟攻击,评估不同稳定性的社会-生态网络在受到干扰时的稳定性变化,反映不同网络节点对网络稳定性的影响以及各圈层不同稳定性的社会-生态网络对各类攻击的敏感性,结果如图10所示。通过综合分析,提出武汉都市圈生态环境协同治理的对策建议。

图 10 社会-生态网络模拟攻击 (a.情境一:随机攻击网络边;b.情境二:随机攻击网络节点;c.情境三:按节点强度蓄意攻击;d.情境四:蓄意攻击生态网络类节点;e.情境五:蓄意攻击生态系统服务类节点;f.情境六:蓄意攻击社会经济类节点)
从高相关强度阈值网络到低相关强度阈值网络,从外围圈层到核心圈层,网络面对随机攻击的抵抗能力均加强,结构逐渐稳定。生态源地中介作用和水土保持对网络稳定性存在显著负面作用。生态廊道连通性等节点对网络稳定性有正向作用。

作品亮点及提升方向

本研究通过改进的生态网络分析框架构建了武汉都市圈生态网络,识别出生态源地、生态廊道、生态夹点与障碍点等关键区域。另外,本研究还通过创新的都市圈层研究视角和以要素为节点的网络构造方式,对武汉都市圈的社会-生态系统进行网络建模,社会-生态网络评价与网络稳定性分析,研究生态系统与经济社会系统的交互作用和影响网络稳定性的关键要素。
但是本研究在以下几个方面仍有改进空间:
(1)本研究对于生态网络和社会-生态网络的研究未考虑时间尺度的变化,无法在时间角度刻画网络的结构及稳定性的动态变化。在未来的研究中,可以引入时间尺度,对武汉都市圈不同时期的生态网络和社会-生态网络进行分析。
(2)受统计数据所限,在构建社会-生态要素体系时,诸多指标因缺乏区县尺度的数据而无法采用。未来的研究需要使用多源数据和方法进行补充研究。

(3)本研究提供网络模拟攻击研究了去除网络节点对网络稳定性的影响,但是并未研究加入新的网络节点对网络稳定性的影响,未来需要补充相关分析。

指导老师点评

本研究立足武汉都市圈社会-生态系统的耦合机制,创新性引入复杂网络理论,通过多源异构数据融合与网络拓扑建模,系统揭示了生态服务供给与社会经济需求间的多尺度交互特征。在研究过程中,团队成员充分发挥跨学科协作优势,展现出了扎实的地理建模分析能力和坚实的专业知识积累。学术探索永无止境,希望大家能始终保持谦逊态度,持续深挖研究细节,不断拓展研究边界,期待同学们取得更高水平的成果。

0 2
光储充一体化充电站选址优化分析

参赛学校:聊城大学

指导老师: 肖燕 何振芳
参赛队员 郭同贺 唐先瑞 马万里 苗新圆
合影(左起):唐先瑞、郭同贺、苗新圆

作品简介

近年来,随着新能源汽车市场的迅猛发展,传统充电站的局限性日益显现,难以满足用户绿色出行的环保要求。相比之下,光储充一体化充电站利用太阳能发电和储能技术,实现了能量的自给自足与可再生利用,大大减少了对传统电网的依赖。

地理信息系统(GIS)技术以其强大的制图表达、空间分析和时空大数据集成等功能优势被广泛应用到各行各业。通过集成时空大数据、耦合算法模型等操作,GIS技术在光储充一体化电站的布局、规划和管理中发挥了重要作用。这种与GIS相结合的管理模式,不仅为光储充行业的可持续发展提供了有力支持,还推动了绿色能源的普及与应用。

深圳市福田区位于深圳的中心地带,是深圳市的政治、文化和商业中心之一。在新能源汽车充电基础设施建设方面,福田区是被誉为“超充之城”的领跑者,充电桩平均密度全市第一,在深圳市率先实现了超充站数量超过加油站的目标,成为深圳市展示“智慧光伏+先进储能+超级充电”的新窗口。

基于以上背景,本研究以深圳市福田区为案例区,从光储充充电站的布局优化等方面入手,力求通过时空数据分析找到光储充充电站的最优选址点,努力填补“光储充”+GIS这个新领域的空白。

1.基础数据

2.分析过程

2.1方法与流程

本研究主要运用了GIS、AHP、K-means聚类、NSGA-II算法和TOPISIS算法等技术和方法,对深圳市福田区的光储充充电站进行了选址优化。设计思路如图1所示。







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