2022年11月25日下午,中国行为地理学高级研习班的第三讲在腾讯会议和哔哩哔哩平台顺利举行。上海同济城市规划设计研究院有限公司数字规划技术研究中心主任研究员、同济大学建筑与城市规划学院朱玮副教授就行为研究中常用的离散选择模型(discrete choice model)、叙述性偏好(stated preference)的基本原理进行了讲解,并通过案例演示实验设计、数据采集、模型标定、结果解读的操作方法。中国地理学会行为地理专委会秘书长、国家“万人计划”青年拔尖人才、北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院副院长张文佳研究员介绍了复杂网络视角下的时空行为模式挖掘方法、行为网络视角下空间结构分析、建成环境与出行行为关系的机器学习分析、强化学习逻辑下的时空行为决策分析等,展示了复杂网络和机器学习等新的方法带来的新视角、新应用场景。中国地理学会行为地理学委员会委员、陕西师范大学西北国土资源研究中心黄晓燕教授担任了本次讲座的主持人。腾讯会议内有近三百名老师和同学全程在线参与,就行为地理学的理论与实践前沿进行了热烈讨论与思想碰撞。
讲座1:朱玮——行为研究中的模型与原理
无论是在科学研究还是现实生活中,选择无处不在,理解人们为什么会做出选择是开展规划研究的基础。朱玮老师由现实面临的具体问题出发,深入浅出地将行为模型研究与规划应用相结合,带大家深入理解行为模型背后的原理,手把手讲授模型构建方法。
朱老师首先从现实生活中的案例出发,从交通出行方式的选择示例中引出选择问题应该考量的要素。按数据来源,可以将偏好分为揭示偏好(revealed preference)和叙述偏好。朱老师分析了两种偏好各自的特点和适用场景,指出揭示偏好法是真实的数据,但存在选择集未知、影响要素未知、变量变异性低等一系列问题;叙述偏好法弥补了这些缺陷,通过控制变量使得在研究中可以获取更加准确的模型。叙述偏好法在交通领域有十分广泛的应用。不过,随着影响选择的要素及其水平数量的增加,研究设置中需要涵盖的选项数量呈几何增长,实施难度激增。为此,朱老师讲解了简化实验设计的正交实验法,并使用SPSS展示了正交选项的生成步骤。
朱老师接下来讲解了离散选择的理论与方法,介绍了包括选择集、效用等在内的模型核心概念。他以效用最大化理论为基础,讲解了选择概率公式的原理与应用场景,带大家领略了简洁优美的选择概率公式的魅力。
在模型实操部分,朱老师以毕业工作去向调查为案例,从数据导入到模型构建,使用Nlogit软件展示了完整的数据处理过程。他详细解读了模型结果,讨论了拟合指标的含义及变量之间的关系,并结合“共享单车推荐驻车点规划”的研究介绍了离散选择模型的实际应用。针对共享单车驻车秩序混乱、空间不足的问题,以最小化总体奖励支出为目标,应用离散选择模型,使用参数间的关系量化用户接受一个推荐驻车点的可能性,构建了向谁推荐、推荐哪里以及如何激励三步走的引导策略。
讲座2:张文佳——时空行为研究的复杂网络与机器学习方法
张文佳老师从时空行为领域的研究框架出发,重点引入了网络视角和机器学习方法,提出了诸多行为地理学科的前沿方法。在讲授研究方法的同时,张老师分享了方法的选择理念与研究感悟,为大家提供了新的研究视角,引发了大家广泛思考与讨论。
张老师首先将时空行为研究划分为行为时空间、时空行为模式、时空行为互动机理、多主体时空行为决策四部分,分析了其动态交互过程。接下来,他详细介绍了每部分的研究内容及对应的方法体系,强调机器学习模型不需要预判模型形式,基于此明确了机器学习方法的使用场景。
张老师提出了个体决策中的网络的视角,围绕什么是网络视角以及为什么需要网络视角,进行了深入探讨。他指出决策虽然是个体的表现,但背后的群体因素不可忽视,决策过程中要充分考虑其背后的社会网络与社会结构。这违反了回归分析所基于的独立同分布的假设,提出了拥有个体与群体关联、交互思维的重要性。
接下来,张老师结合4个研究案例层层推进,展示了时空间行为的研究热点与新方法的应用。案例1介绍了复杂网络视角下的时空行为模式挖掘方法,从轨迹数据出发,通过对活动轨迹的比较,发现个体活动的相似性和关联性,归纳行为的时空间结构。案例2使用珠三角手机信令数据,探讨了如何通过通勤流理解区域空间结构,通过引入社交网络分析方法解决传统方法存在的“方法决定论”问题。案例3是建成环境与出行行为关系的机器学习分析,使用机器学习方法解释两者之间的非线性关系,研究结果为社区生活圈土地利用调整提供了精细化策略。
案例4为强化学习逻辑下的时空行为决策分析,介绍了如何准确刻画居民个体出行序列决策,还指出了强化学习在社区尺度的行为轨迹模拟和预测的应用前景。最后,张老师对这些研究进行了总结,并鼓励大家在时空间行为研究中拥抱更多新方法,促进新技术发展。此外,张老师组织了韧性行为、韧性交通环境的期刊专栏,欢迎感兴趣的学者投稿!
总结与讨论
黄晓燕老师对本次讲座进行了总结,并组织与会人员进行了热烈的讨论。张文佳老师首先就如何理解网络分析对因果识别的推动作用以及网络分析在划分区域空间结构时如何兼顾空间相邻两个问题进行了详细解答,并指出对于空间关系和社会关系的交互作用在今后研究中还需深入探讨。朱玮老师针对离散选择建模过程中偏好多样性和影响因素多样性的问题,结合实际案例给出多种解决方案,进而针对与会者提出的选择行为中候选项数量过多的难题,给出选择集随机化、构建多层选择集等新的解决思路。最后,北京大学柴彦威老师指出,行为研究最大的科学问题是决策,本次讲座的内容是决策问题中最具挑战的部分,两位专家的讲解为该领域的研究提供了更多思路和方法,给传统经济计量学的改革、目标导向的新技术的应用提供了新思考。
“行为地理学高级研习班”由中国地理学会组织领导、行为地理专业委员会策划并承办,旨在进一步加强我国行为地理学研究的理论与实践水平,持续了解国际学术前沿,促进与国际研究的接轨,搭建学术交流与互动的平台,促进行为地理学人才队伍培养,尤其是帮助那些在行为地理学相关领域从事科研与教学的青年教师、行业骨干及研究生。
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