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| 編輯推薦： |
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《概率时间地理学原理》可作为高等院校地理、测绘、地质、城市规划、环境等专业的本科生和研究生教材，同时也可供相关专业的科技工作者阅读参考。
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| 內容簡介： |
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《概率时间地理学原理》系统阐述了概率时间地理学的基本原理、理论和方法。全书共分为三部分。第一部分引入了概率时间地理学，分析了概率时间地理学的基本概念和学科内容。第二部分阐述了如何利用概率论构建时间地理学的时空不确定性模型的理论与方法，并对构建的概率时空体进行实证分析。第三部分系统分析概率时空体的相遇问题，主要是分析两随机移动的个体之间相遇的可能性大小及其随时间的变化规律。
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| 目錄：
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前言
第一部分概率时间地理学的基础
第1章绪论
1.1时间地理学基础
1.1.1时间地理学的概念
1.1.2时间地理学的特点
1.1.3时间地理学的方法
1.2概率时间地理学的出现
1.2.1概率时间地理学的萌芽
1.2.2概率时间地理学的形成
1.2.3概率时间地理学的提出
1.2.4概率时间地理学的特征
1.3概率时间地理学的内容
1.3.1研究对象
1.3.2研究目标
1.3.3研究任务
1.4概率时间地理学的应用与发展
1.4.1概率时间地理学的应用
1.4.2概率时间地理学的发展
第二部分概率时间地理学的建模
第2章概率时间地理学的基本概念
2.1时间地理学的随机试验
2.2时间地理学的随机事件
2.2.1随机事件
2.2.2随机地理事件
2.2.3随机时间地理事件
2.3时间地理学的随机变量与过程
2.3.1随机时间地理变量。
2.3.2随机时间地理过程
第3章概率时间地理学的建模原理
3.1随机走
3.1.1概翠时间地理学中的随机走
3.1.2基于随机走的时空概率模型
3.2基本概率模型
3.2.1均匀分布
3.2.2伯努利分布
3.2.3泊松过程
3.2.4布朗运动
3.3基本概率定律
3.3.1基本公理
3.3.2基本定理
第4章概率时间地理学的建模方法
4.1基本概念
4.1.1移动对象
4.1.2时空可达域
4.2基于正态分布的建模方法
4.2.1建模方法
4.2.2实例分析
4.3基于布朗桥的建模方法
4.3.1建模方法
4.3.2实例分析
4.4基于全概率公式的建模方法
4.4.1建模方法
4.4.2实例分析
4.5时间地理学的概率模型验证
4.5.1定向移动的频次统计
4.5.2定向移动的概率检验
第三部分概率时间地理学的相遇
第5章随机相遇基础
5.1随机相遇概念
5.1.1相遇的时间与空间关系
5.1.2时间地理学的相遇语义
5.1.3时间地理学的相遇条件
5.2随机相遇事件
5.2.1同试验的相遇事件
5.2.2异试验的相遇事件
5.3随机相遇概率
5.3.1概率论的相遇概率
5.3.2时间地理学的相遇概率
第6章随机相遇的连续型概率
6.1基本原理
6.1.1点—型相遇原理
6.1.2线—型相遇原理
6.1.3面—型相遇原理
6.1.4体—型相遇原理
6.2相遇概率的积分法
6.2.1算法基础
6.2.2点—线型相遇的积分法
6.2.3点—面型相遇的积分法
6.2.4线—线型相遇的积分法
6.2.5线—面型相遇的积分法
6.2.6面—面型相遇的积分法
6.3相遇概率的微分法
6.3.1算法基础
6.3.2线—线型相遇的微分法
6.3.3线—面型相遇的微分法
6.3.4面—面型相遇的微分法
6.4连续型算法的特点
第7章随机相遇的离散型概率
7.1基本原理
7.1.1时间地理学的点邻域
7.1.2基于点邻域的相遇事件
7.1.3基于点邻域的相遇概率
7.2相遇概率的邻域法
7.2.1算法基础
7.2.2点—点型相遇的邻域法
7.2.3点—线型相遇的邻域法
7.2.4点—面型相遇的邻域法
7.2.5线—线型相遇的邻域法
7.2.6线—面型相遇的邻域法
7.2.7面—面型相遇的邻域法
7.3离散型算法的特点
第8章随机相遇的过程分析
8.1基本原理
8.1.1概率时空体
8.1.2概率时空体的相遇
8.2相遇概率的过程分析
8.2.1点—线型相遇的过程分析
8.2.2点—面型相遇的过程分析
8.2.3线—线型相遇的过程分析
8.2.4线—面型相遇的过程分析
8.2.5面—面型相遇的过程分析
8.3相遇概率的过程特点
参考文献
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| 內容試閱：
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**部分概率时间地理学的基础
时间地理学是一种研究与时间有关的地理学，它将时间维度从地理信息属性中明确出来，以表达地理对象随时间变化的规律。在此基础上，概率时间地理学从概率角度分析地理对象随时间变化的不确定性。
第1章绪论
地理学**定理是地理相关性的定理，目前也是公认的**地理学定理。概率是相关性分析的重要手段，因而也是地理学进行相关性分析的理论依据和概率时间地理学形成的理论基础。
1.1时间地理学基础
时间地理学time geography研究在时间约束下的空间可达位置的不确定性规律，它通过时空体描述所有可能到达的位置。在此基础上，概率时间地理学则专注于移动对象moving object分布在每个可达位置点的可能性，以表达移动对象在各空间可达位置的非均一性分布规律。
1.1.1时间地理学的概念
为了实现社会公共设施公平配置在每位居民上，需要将时间和空间作为同等重要的资源进行综合考虑，时间地理学在服务于公共设施的公平配置过程中应运而生。
1. 时间地理学定义
时间地理学是一种研究在各种制约条件下人的行为时空间特征的地理学（柴彦威和王恩宙，1997），能有效分析个体活动的方法。随着时间的推移，时间地理学的外延也不断拓展：①时间地理学起源于20世纪60年代，关注相同空间可达范围的时间成本的公平性，其提出与作为高度福利国家的瑞典的社会状况密切相关；②在70 年代末以前，时间地理学研究主要是沿哈格斯特朗的基本观点进行的，即对区域规划、人地关系及社会史进行应用研究；③80年代以后，时间地理学则在个人生活与社会结构关系、女性地理学、福利地理学及城市地域研究、城市交通规划等方面有创造性的展开（柴彦威，1998）。
2. 个体的时空约束条件
时间地理学认为个体活动只能在特定时间、空间发生，即遵守时间、空间制约。这些制约可归纳为如下三类（张亦汉等，2014）：
（1） 能力制约，受个人自身能力（如移动速度、休息、用餐等生理性）制约的一类。
（2） 组合制约，个体为了进行某种活动（如社交、聚会等）和其他人同时存在于特定场所。
（3） 权威约束，由于法律规范等把个体从某些特定时间和空间中排除的一类，如外来车辆在早晚高峰期禁止进入城区的法规。权威约束可以分为自然权威约束（如个体不能穿越的沙漠区域）和社会权威约束（如歇业的商业区域）。
上述三个时空约束一方面具有相对独立性，如组**束是个体与其他个体同时存在于特定场所，而权威约束则是将个体从某些特定时间和空间内排除；另一方面具有相关性，如个体的能力约束可能会影响社交、聚会等组**束。
上述时空约束条件本身具有时间性、空间性与个体差异性（个性）。在时间性方面，各种约束条件随时间的变化而动态变化，而不是静止的，如超市的歇业时间在节假日较平时往后推迟。在空间性方面，任何活动的发生都与空间位置有关，如人的休息、社交等活动都需要占据一定的地理空间范围。在个性化方面，同一权威约束对于不同的个体具有差异性。这样，任何个体在不同时间、空间具有差异性的约束条件；相同时空间尺度的不同个体行为在时空间特征上相似。
3. 个体行为的时空间特征
时间地理学不仅研究个体所受到的时空约束条件，还需要考虑在这些条件制约下特定个体（类）的行为在特定时间的空间特征。个体行为的时空间特征可采用时空路径、时空体等表达。时空路径记录了个体在时间、空间上的移动轨迹，由控制点和路径段落构成。其中，控制点是已知具体空间位置和时间属性的点；路径段落是点与点之间的连线（垂直段落表示个体驻留，倾斜段落表示个体移动）（刘钊等，2014b）。所有可能的时空路径的全集构成了时空体，包括圆锥体（有的称为棱锥体）、棱柱体。
4. 个体的约束条件与行为时空间特征的关系
个体行为的时空间特征，是个体的时空约束条件在特定时间或特定空间的直接反映，两者存在相互作用、相互映射的关系。
（1） 时空约束条件会制约时空行为特征，因而行为特征能承载和反映个体自身能力、外部权威等约束条件，从而能表征个体的生活质量、可达性、社会分异和社会公平等（张亦汉等，2014）。例如，时空体将权威约束中的时空范围排除在外，只能包含个体自身所能到达的范围。又如，个体的**速度，决定着时空体母线的斜率；组**束直接反映在时空体的相交上。相应地，时空体间的相交测试可判断个体间可否会面，洛杉矶警方基于手机信号时空模拟的犯罪制图就属于此类（Esrichina， 2013）。
（2） 个体可通过主动提升自身能力和权威等以减小时空约束，因而同一个体不同时期的时空行为特征能反映个体的长期行为变化趋势。
1.1.2时间地理学的特点
1. 基本特点时间地理学的创始人哈格斯特朗（H-gerstrand， 1970）提出的8条假设可作为时间地理的特点（柴彦威和王恩宙，1997）：①人是不可分割的；②人一生是有限的；③一个人同时从事多种活动的能力是有限的；④所有活动都需要一定时间；⑤空间内的移动要消耗时间；⑥空间的容纳能力有限；⑦地表空间是有限的；⑧现状必然受到过去状况的限制。
时间地理学的基本特点，反映了时空约束的不同类型，但两者之间不是简单的对应关系。其中，特点③、④和⑤既可以是一种能力约束，也可归为外部客观环境的权威约束；特点⑥和⑦可视为组**束；全部特点都具有客观权威性（表1.1）。
表1.1基本特点与时空约束的对应关系
因此，在时间地理学的约束类型中，一方面需要对接时间地理学的特点，以便于明确时间地理学的特点与约束类型间关系；另一方面权威约束类型，需要扩展至包含法律、法规在内的外部客观环境的约束，不然在时间地理学中没有与权威约束直接对应的特点。
2. 基本特征
（1） 具有多维特性，包含时间（如②、④、⑤、⑧）、空间（如⑤、⑥、⑦）和人文属性（如①、②）等。其中，空间特性包括均质空间、非均质空间等；时间特性包括工作时间、休闲时间等；属性特性包括**移动速度、可达位置，或布尔值、概率值等不同尺度语义。
（2） 具有尺度特征，包括空间尺度（镇、县、市、省、国家、洲、世界）、时间尺度（如日、周、月、季、年）和对象或语义尺度（如个人、集体、组织等）（柴彦威，1998）。
（3） 具有概率特性，如⑧。在一般情况下，移动过程在某时刻的状态与邻近时刻的状态有关。这种相关联度与相隔的时间往往呈反比，即经过数学抽象得到应用十分广泛的马尔可夫过程。
（4） 具有不确定性，即个体在给定时刻位于哪个空间位置是不确定的，这不仅受能力、组合、权威等时空约束条件制约，还受心理活动的影响。
3. 不确定性
时间地理学的不确定性继承了GISgeographic information system数据的不确定性，其中数据抽象与数据缺失是两个主要来源。
1） 抽象引起不确定性
时空轨迹trajectory是移动对象的位置和时间的记录序列（龚玺等，2011），具有连续性，因而在计算机中的存储需要进行抽样、综合和离散，即只记录离散时刻及其对应的空间位置，或采用离散的样本点表示连续的时空轨迹（图1.1）。
图1.1时间地理因抽象引起的不确定性
例如，在通过手机信令数据跟踪手机用户的时空轨迹时，基站每天只记录一部手机的40~50条信令。这意味着，当两个时刻t1， t2的位置确定时，则时刻t∈t1， t2的位置不确定。当市民在使用手机各种应用软件时，如QQ、微信、手游等，或多或少会运用到定位功能，“百度迁徙地图”就会实时记录市民的地理位置（唐凯和娄静，2014）。当市民迁移到另一个城市，再次使用此类软件时，地理位置会更新，两次位置的变化就通过一条线出现在“百度迁徙地图”中。又如，**、**等在线商城网站采用离散的时间点和活动位置表达连续的“物流动态”信息（表1.2）：
表1.2**物流动态实例时间s活动2015-03-04 12:02:13您的订单开始处理2015-03-04 19:42:40已取件，到达 ［河北_石家庄运转中心］2015-03-04 19:45:15离开 ［河北_石家庄运转中心］ 发往 ［郑州运转中心］2015-03-05 10:15:53到达 ［郑州运转中心］2015-03-05 15:43:05离开 ［郑州运转中心］ 发往 ［武汉运转中心］2015-03-06 01:58:32到达 ［武汉运转中心］2015-03-06 02:49:51离开 ［武汉运转中心］ 发往 ［湖北_武昌分拨站］ 2015-03-06 06:46:19离开 ［湖北_武昌分拨站］ 发往 ［湖北_武昌南营业所_广埠屯营业厅］2015-03-06 08:01:34到达 ［湖北_武昌南营业所_广埠屯营业厅］2015-03-06 08:48:06离开 ［湖北_武昌南营业所_广埠屯营业厅］ 派送中，递送员［张*］，电话［137*****743］2015-03-06 12:59:34客户已签收信息来源：宅急送运单号：248****1532） 数据缺失引起不确定性
由于人类知识的尚不发达，还缺乏制约条件与人的行为时空特征之间作用机理的认识。人的行为时空特征，不仅仅受时空因素的影响，包括交通网、公共设施的配置等，还受非时空因素的影响，如个人的年龄、收入、健康、偏好等。时间地理学主要研究时空制约条件与人的时空特征之间的作用机理，由于未考虑非时空因素的影响因此不可能建立起制约条件与时空特征之间的确定性函数关系。
1.1.3时间地理学的方法
时间地理学的主要目标是揭示时空约束条件对时空行为特征的作用机理。目前，时间地理学分析方法主要可归为两类：一是统计学方法，即采用统计学手段统计大量时空行为，来获得时空约束条件与时空行为之间的统计规律；一是利用GIS方法，即采用GIS工具分析时空约束条件中的移动速度因子对时空行为特征中的可达性的作用机制。
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