基于人群活动大数据的太行山区人文自然过渡区的识别研究

山地是过渡性地理空间的重要载体。中国山地占地面积大、分布范围广,开展山地过渡区的识别研究对于优化国土空间规划、促进生态系统服务提质增效有重要的指导意义。当前过渡区的识别研究对时间动态变化特征考虑较少,本文从人群活动角度出发,基于腾讯位置请求数据,以典型过渡性地理空间——太行山区为例提取了表征过渡区属性渐变、空间异质、时间动态三个指标。分析它们在人文-自然梯度上的变化,并利用滑动阈值、时空非监督分类方法,结合土地利用/覆盖、夜间灯光、不透水面、农田生产潜力、植被净初级生产力和生态系统服务价值以及分类结果的分布形态,识别了太行山区人文-自然过渡区。主要结论如下：(1)太行山区人群活动时间动态度呈现“过渡区>城区>自然区”的分布格局,人群活动的时间动态可用于人文自然过渡区的分类;(2)时间动态度在人文-自然梯度上的分布变化可能体现了不同人地地域系统有着不同的人群行为模式特征;(3)太行山区主要以自然区域为主导,城市、城乡过渡区、农业主导区近年变化稳定,而自然主导区和农业-自然过渡区分别呈现扩张和收缩趋势,变化量约占研究区总面积5.3%和6.27%;(4)地形地貌制约着不同人文自然...     

地理学时空数据分析方法

随着地理空间观测数据的多年积累,地球环境、社会和健康数据监测能力的增强,地理信息系统和计算机网络的发展,时空数据集大量生成,时空数据分析实践呈现快速增长。本文对此进行了分析和归纳,总结了时空数据分析的7类主要方法,包括：时空数据可视化,目的是通过视觉启发假设和选择分析模型;空间统计指标的时序分析,反映空间格局随时间变化;时空变化指标,体现时空变化的综合统计量;时空格局和异常探测,揭示时空过程的不变和变化部分;时空插值,以获得未抽样点的数值;时空回归,建立因变量和解释变量之间的统计关系;时空过程建模,建立时空过程的机理数学模型;时空演化树,利用空间数据重建时空演化路径。通过简述这些方法的基本原理、输入输出、适用条件以及软件实现,为时空数据分析提供工具和方法手段。     

基于回归克里格的生态水文无线传感器网络布局优化

在黑河上游八宝河流域建立自动化、时空协同、智能观测的生态水文无线传感器网络,实现分布式的地面观测,对于定量刻画流域尺度时空异质性较强的生态水文要素的动态特征及其不确定性具有重要意义。在观测网设计过程中,节点的空间布局将直接影响到无线传感器网络的观测水平。为准确捕捉流域内关键生态水文要素的时空变异性和场分布,探讨了一种基于回归克里格模型的空间采样布局优化方法,并以地表温度观测网优化为例,应用到八宝河流域生态水文无线传感器网络布局方案设计中。研究结果表明,该优化方法同时考虑了目标变量与环境变量之间的相关关系以及残差在空间上的自相关特征,可以同时优化目标变量的地理空间和属性空间。优化后的无线传感器网络可以较好地捕捉流域内生态水文要素的时空动态特征。     

遥感影像混合像元分解及超分辨率重建研究进展

随着遥感应用的深入.传统将遥感影像像元当作纯净像元的方式所带来的问题已经被广泛认识到,混合像元分解的相关理论和技术成为遥感领域的一个热点问题.本文总结了混合像元分解及超分辨率影像重建的主要理论和方法.根据超分辨率影像重建的主要流程,分别回顾了混合像元端元类型选择,端元丰度分解和超分辨率影像的重建,并对相关模型和技术给出了总结和评价.端元类型选择是确定在影像范围包含的纯净地物类型,重点介绍了基于统计学和几何学的两种方法.端元丰度估计是目前该领域研究最多的方向之一.集中了很多新的理论和方法.可变端元分解和盲源分解作为2种效果较好的方法在文中作了详细的回顾和评价.空间自相关性是对丰度估计的结果进行超分辨率重建的主要理论基础,如何在丰度约束条件下最大化空间自相关性是大多数基于混合像元分解超分辨率重建的目标.最后,文章在总结目前混合像元分解及超分辨率遥感影像理论发展的基础上,给出了一些意见和展望,指出考虑混合像元形成机理、综合多种模型及先验信息将有助于基于混合像元分解的超分辨率遥感影像研究.     

山区过渡性地理空间人文自然交互性识别与分异解析

山区因其人文自然交互过程具有显著的地域性、时空分异性与不确定性,成为典型的过渡性地理空间,其类型量化识别与分异特征的解析可为山区乡村振兴背景下国土空间高质量发展提供决策依据。本文基于地理不确定性的概念构建时空变率指数,识别出中国山区过渡性地理空间分布与分区,并运用地理探测器解析其地理时空变率的驱动力谱。结果发现：中国山区过渡性地理空间总面积为238.32×10⁴ km²（约占中国陆表面积的1/4）,其地理时空变率从第一阶梯到第三阶梯呈递减趋势;全国山区过渡性地理空间可分为12个分区,其中昆仑—祁连山分区面积最大;人文驱动因子对人口与土地利用的时空变率解析力最强,基础地形因子对植被覆盖时空变率与地理时空变率指数的解析力最为显著,各因子中海拔与夜间灯光的解析驱动力最强。整体而言,人文要素的时空动态均对东南山区过渡性地理空间具有显著的塑造性,而西北山区过渡性地理空间主要受到自然要素的时间变化和人文要素的空间变化所驱动。本文为山区过渡性地理空间的不确定性、多样性与人地关系地域性的定量研究提供了新的见解与启示。     

全国γ辐射剂量率空间分布差异影响机理研究

γ辐射剂量率的监测是天然放射性水平调查的重要部分,其关系到公众健康和辐射环境安全。目前中国环境γ辐射剂量率的空间分布水平的评价多基于专家经验知识,该方法不能够定量化表达γ辐射剂量率与环境因子的相互作用关系。为了进一步了解中国环境γ辐射剂量率的空间分布水平及影响其分布的机理,基于地理探测器提出了定量表达γ辐射剂量率与环境因子的相互作用关系的方法。本文首先收集了2015年全国辐射环境自动监测站的空气吸收剂量率的数据,并计算了44个地级市的年均值作为被解释变量;然后探索性分析了44个地级市的γ辐射剂量率的空间分布的规律;最后结合环境要素指标,借助地理探测器方法揭示了全国辐射剂量率的空间分布影响机理。研究发现：① 低值沿着中国黑河至南宁的沿线缓冲带分布,高值在该缓冲带两侧扩散。② 环境要素中解释力由高到底排序为：海拔高程（0.846）>气候带（0.741）>植被覆盖（0.691）>土地利用分类（0.427）>生态系统（0.419）>地形（0.101）。海拔高程一方面通过表观地球营力与地质构造,从而影响着地壳中天然辐射水平;另一方面对通过对自然环境的分布情况的影响,决定着人类生产活动的分布,进而作用到人工电离辐射源。因此影响γ辐射剂量率的空间分布的主要环境因子是综合了自然要素与人文经济活动的海拔高程。