中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1672—0504（2009）05—0001—05 0 引言 地理学对于个体行为的关注最初主要体现在行为地理学和时间地理学。时间地理学作为个体行为过程的分析方法之一，整合了人类行为的空间和时间维度，是理解人类时空制约的有效工具。它通过对人类活动的制约条件的分析，建立了一个在时空轴上动态地描述和解释行为活动的框架（如时空路径、时空棱柱、路径一棱柱组合及驻点等以及用于时空路径与时空棱柱分析的活动束、交叉点等概念）。然而，个体行为的研究过去一直受时空数据的可获得性手段制约，对一些理论方法不得不进行简化，使得理论模型的操作和应用受到很大限制。近年来，移动通信技术、GIS和无线定位技术的发展，为个体行为研究获取更高精度和更大尺度的时空数据提供了可能[1,2]。同时，在城市地理的应用中，个体时空行为分析已在生活行为、日常活动空间、交通规划及社区规划等研究中显示出独特的价值[3]。 尽管时间地理学将时空路径、时空棱柱等表示形式引入行为研究一定程度上重视了时间维，但其仍停留在示意性的表示水平上[4]，无法在现实的地理环境中描绘出个体的行为活动轨迹[1]。近年来，为了弥补这一不足，一些研究开始尝试使用GIS对个体时空行为数据进行可视化和时空分析[5]。Miller基于时空棱柱的概念，运用GIS技术发展了时间地理学的新度量体系[1,6]；Yu等研究了用于时空行为数据的GIS可视化和分析工具[7,8]；Kwan等结合城市研究问题，应用GIS实现了对个体时空行为数据的可视化和实证研究[1,9-13]。国内学者已认识到时空行为分析对城市空间研究的重要性，并对其与GIS的关系进行了初步探讨[14-16]；但国内研究仍然留停在个体行为理论层面的探讨，未实现个体时空行为数据的可视化分析及实证研究。 本文通过对时间地理学概念框架的形式化分析，建立GIS时空行为数据模型，并结合GIS三维可视化技术实现对个体时空行为的可视化；最后，对提出的GIS时空行为数据模型和可视化方法进行了实例验证。 1 时间地理学概念模型的时空数据建模 1.1 时间地理学概念模型 时间地理学是分析个体活动参与和活动机会限制的有效框架，它认为个体活动只能在有限时间范围内的特定地点发生，并将时空制约归为3类：1）能力制约，指个人通过自身能力或使用工具能够进行的活动是有限制的，如睡眠、用餐等生理性制约；2）组合制约，指个人或集体为了从事某项活动而必须同其他的人或物的路径同时存在于同一场所的制约，如社交、聚会等；3）权威制约，指法津、习惯、社会规范等把人或物体从特定时间或特定空间中排除的制约，如门禁社区、大型购物中心等。时间地理学的核心思想是满足个人需求的活动和事件都是具有空间维和时间维的。因此，每个人在时空活动和移动所面临的制约，可以通过将空间压缩为二维平面，用纵轴代表时间在图上加以表示[17-20]。 时空路径是该框架中基本的概念工具，它记录了个体在时空中移动的轨迹。如图1，时空路径开始于出发点，结束于终止点，由于个体不能在同一时间内存在于两个空间中，所以路径总是形成不间断的轨迹。个体不随时间发生移动时，在时空路径上可表示为垂直线，而发生移动时则表示为斜线。个体在参与生产、消费和社会活动时，需要停留在某些包含一定设施并具备一定职能的停留点上，称为驻所（如家、工作地、邮局等）[19]，如图1中的1、2、3点。
图1 时空路径与驻所[6] Fig.1 Space-time path and station 时空棱柱是时空路径的扩展，是时空中由个体移动能力所决定的可达范围。图2表示某人必须在给定地点停留至
时刻，又必须在
时刻返回该地点，其移动的速度已知且有限。这个简单的时空棱柱包含由时间确定的上下顶点，表示规定时间
时刻之前不得离开，
时刻之前必须返回。棱柱的内部是潜在路径空间（Potential Path Space,PPS），表示该人在开放时间（
，
）可以占据的时空区域。潜在路径空间在二维平面的投影称为潜在路径区域（Potential Path Area,PPA），是该人在（
，
）时段内可达地理空间的集合[6]。在活动分析中，该人如果想与他人共同参与活动，那么他人的时空路径必须与该人的时空棱柱有交叉才能满足共同活动的条件。不同的人共同参与活动，那么几条路径在同时同地相重合，由此形成的组合称作活动束。
