基于DMSP/OLS与土地利用的江苏省人口数据空间化研究

准确、高分辨率的人口分布信息是人地关系研究的重要前提。人口数据空间化可实现人口统计数据与空间信息集成,重构人口空间分布特征,为区域可持续发展研究提供数据支持。基于DMSP/OLS夜间灯光数据与土地利用数据,以遥感与地理信息系统理论与方法为基础,采用空间滞后回归模型模拟了江苏省2010年人口空间分布状况,并得到1km×1km的人口密度网格图。通过从县级、乡镇级两种空间尺度对人口数据空间化结果进行检验,结果表明基于DMSP/OLS与土地利用的人口数据空间化能够正确地表达人口空间分布规律,尤其对于人口较为密集地区,具有很高的数据重现精度;但是对于人口密度畸高或畸低的地区,由于人口空间分布异质性较大,数据重现的准确性下降。     

DMSP/OLS夜间灯光数据在城镇体系空间格局研究中的应用与评价——以近16年江西省间城镇空间格局为例

通过分析1994～2009年16 a逐年DMSP/OLS的静态平均灯光数据的DN值分布情况,考虑实际空间格局分布数据需求和数据质量,选择1994、2000、2005、2009年4个年度为代表,进行江西省城镇空间格局分布应用研究,并对数据质量进行评价。结果表明：1994～2009年度江西省城镇建设用地总量数值尽管与统计数据之间存在一定的波动,但总体扩展趋势基本一致;在城镇化增长速度上,2000～2005年比1994～2000年大29.53%,2005～2009年比1994～2000年大4357%,说明江西省城镇化发展正逐步提速,并有加快发展的趋势;景观指数分析表明江西省城镇化扩张过程中,面积越来越大,城镇间聚集度越来越高,相互影响也越来越大;城镇化形状越来越复杂;城镇间联系越来越紧密,破碎度逐步减小,城镇斑块形状变化逐步加大,发展无序程度加重。最后,针对江西省城镇空间格局发展现状,研究提出了积极发展中型城市、集约化发展特大城市、稳步扩大小城镇发展规模的建议     

基于多源遥感数据及DEM的人口统计数据空间化——以浙江省为例

利用DMSP/OLS遥感夜间灯光数据进行人口等社会经济数据的空间化时,往往受到其较低的空间分辨率、像元过饱和以及像元溢出现象的影响。植被指数（如NDVI）与不透水面呈负相关关系,与夜间灯光数据在反映人类活动、提取建成区方面可以互补,将这两种数据融合可以有效减少夜灯数据像元过饱和等因素引起的误差。通过进一步融合DEM数据对基于DMSP/OLS夜间灯光数据和NDVI构建的人居指数进行了海拔修正,基于修正后的人居指数与统计人口之间很强的线性相关建立人口空间化模型,获得2010年浙江省1 km×1 km分辨率下的人口密度空间分布。模拟结果显示,浙江省平均人口密度为515人/km2,模拟的平均相对误差为183%,相比海拔订正前的模拟误差减少约5%,表明利用多源遥感数据融合后的人居指数在省级尺度上模拟人口空间分布的精度较高     

基于多源遥感信息和土地利用数据的中国海岸带GDP空间化模拟

目前包括GDP在内的社会经济数据大多以行政区划为统计单元,普遍存在统计单元内的数据均一化以及与其他环境数据空间不匹配等问题。以中国海岸带地区为例,利用DMSP/OLS夜间灯光数据和植被指数构建的人居指数与非农业GDP之间的线性关系建模,对非农业GDP进行了空间化模拟,基于土地利用数据建立了农业GDP空间化模型,最终得到2010年中国海岸带地区250 m×250 m空间分辨率的GDP密度图。结果显示：相比仅利用夜间灯光数据模拟非农业GDP,人居指数模型较好地改善了夜间灯光数据的像元溢出效应以及过饱和问题,提高了对非农业GDP的模拟精度。栅格尺度上的中国海岸带GDP密度图可以为沿海地区灾害风险评估、社会经济决策、区域规划和可持续发展研究提供基础数据支持。     

江苏省人口数据空间离散化研究及其精度分析

针对传统人口数据表达方法在表达人口空间分布上的不足,设计了人口数据离散化模型,通过分析人口数据与土地覆被信息之间的关系,将分县统计的人口数据分配到空间1 km×1 km栅格单元上。在江苏省的研究表明,利用该方法能获得比较高的精度。基于离散化后的人口数据,发现江苏省人口空间分布有两大特点：(1)人口分布自城市中心向城市外围由密集渐变为分散;(2)苏南的城市人口规模显著大于苏中和苏北,苏南、苏中、苏北三大区域的人口城镇化水平呈现由高到低排列。江苏省人口空间分布的上述特点与江苏省三大区域的经济发展状况及各个区域的城镇化水平相一致。离散化后生成的1 km×1 km栅格人口数据,能够精确表达人口分布的区域差异,可以作为制订资源开发、环境规划、区域发展战略等重要参考依据。     

基于卫星夜间灯光数据的中国分省碳排放时空模拟

中国能源统计数据"横向不可比,纵向不可加"现象依然突出,尤其是分省能源消费统计千差万别,给分省碳排放评估带来了较大困难,如何利用卫星遥感数据科学合理地估算中国分省碳排放是当前亟须研究的问题。本文运用DMSP/OLS全球稳定夜间灯光数据,在通过相互校正、年内融合和年际间校正等系列处理得到中国分省稳定夜间灯光数据的基础上,首先分别构建中国分省稳定夜间灯光亮度DN值与人均碳排放和单位面积碳排放之间的时空地理加权回归模型,两个模型整体效果均较好,拟合优度分别高达96.74%和99.24%;其次运用稳定夜间灯光亮度DN值对分省人均碳排放和单位面积碳排放进行时空模拟;最后运用人口规模和土地面积对分省碳排放进行估算。估算结果显示:(1)整体来看,2000—2013年年均碳排放模拟值与实际值6.3349×109t较为接近,两个模型的相对误差均在0.5%以内。(2)分年度来看,所有年份的相对误差均在5%以内,2006年分省加总碳排放模拟值与实际碳排放6.2036×109t最为接近,绝对误差和相对误差均较小,两个模型模拟值的相对误差均为0.04%。(3)分省域来看,2000—2013年年均碳排放模拟值与实际碳排放均非常接近,除海南和宁夏外,其余28个省区市的相对误差均在1%以内。(4)分年度分省域来看,以2013年为例,40%省份的相对误差在2%以内,70%省份的相对误差在5%以内。从整体、分年度、分省域、分年度分省域的估算结果来看,基于稳定夜间灯光数据的中国分省碳排放时空模拟效果良好。因此,运用卫星夜间灯光数据可以较为准确地对中国分省碳排放进行估算和预测,为卫星遥感影像数据服务分省碳排放监测和评估提供一种补充性参考。     

基于供给约束与需求的土地开发适宜性空间分异研究——以江苏省为例

随着土地供需矛盾的加剧,如何通过土地资源的合理有序开发,实现社会、经济、生态之间以及区域之间的协调发展是一个迫切需要解决的问题。以江苏为研究区域,从供给约束及开发需求的角度,分别构建了土地供给约束及非农开发需求程度评价指标体系,其中：供给约束指标体系主要由水土资源约束和生态环境约束两个方面共9个具体因子组成;土地非农开发需求指标主要由人口、经济、投资水平及变化,以及经济要素产出率、基础设施完善程度、土地获取成本及产业基础等方面共19个具体因子组成。在此基础上采用多指标综合评价法研究了江苏各县（市）土地供给及非农开发需求程度。根据两者的组合特征,将全省分为四大适宜类型区,即高度适宜区、较高适宜区、中度适宜区和不适宜区,并提出了各类型区开发利用导向,对实现江苏省土地资源的合理有序开发、社会、经济、生态的统筹协调发展具有指导意义.     

新型城镇化对工业用地效率影响的空间计量分析——基于江苏省企业调查数据

利用2015年江苏省工业企业用地调查数据,通过空间自相关分析和空间计量模型,研究新型城镇化不同维度对工业用地效率的影响,并区分不同类型企业做出对比分析.结果表明:(1)全省工业用地效率水平总体上呈现出由南向北逐渐降低的空间结构,制造业、电力业企业对全省企业用地效率的空间格局特征具有代表性;(2)人口、经济、土地和社会城镇化对全部企业、采矿业和制造业表现出正向作用,而对于电力业企业,仅社会城镇化表现出正向作用.研究认为新型城镇化对工业用地效率具有正向促进作用,要进一步优化 城镇化进程中工业用地空间布局,促进不同类型企业在区域间协调发展,发挥城镇化的溢出效应.     

中国夏季极端降水空间格局及其对城市化的响应（1961~2010）

利用1961~2010年6~8月中国544个气象站点的日降水数据,采用滑动空间百分位和滑动空间距平的方法来确定的极端降水阈值,在此基础上,以夏季极端降水的雨量占夏季总降水量的比例来表征极端降水强度,并检测极端降水阈值和强度的区域非均一性。进一步通过引入可以反映城市化水平的DMSP/OLS夜间灯光数据,并将不同气象站点所在区域的城市化水平划分为6个等级,从而分析城市化水平与极端降水强度的关系来定量评估城市化对极端降水强度的影响。结果表明,采用滑动空间百分位法和滑动空间距平能够有效诊断出城市化对极端降水的影响。相比于固定百分位阈值法,基于滑动空间百分位法确定的极端降水阈值和强度的空间分异格局更加对比鲜明,整体来看城市化已在很大程度上影响了中国夏季极端降水的阈值和强度,进而对其空间分异特征产生了显著作用。一方面城市化效应使得中国夏季极端降水阈值提高了1.68%,另一方面夏季极端降水的平均强度与城市化水平有着显著的线性关系,即城市化水平每提高一级,极端降水的平均强度增大0.62%。因此,城市化增大了极端降水的风险。 关键词： 极端降水;滑动空间百分位法;滑动空间距平;DMSP/OLS;城市化;中国     

基于空间分析的土地利用垂直分异研究

土地利用现状DTM与DEM进行叠置分析，可以得到不同高程下的土地利用类型数据，依据上述数据对武汉市江夏区的土地利用垂直分异规律进行了研究，内容包括土地利用的垂直结构对比分析及垂直分异规律的定量研究，对不同高程带下的土地利用构成分析可见，土地利用结构呈现明显的垂直变化规律，各种土地类型的绝对数量在区域低海拔段占有绝对优势，而随着高程的增加，土地利用类型明显减少，土地利用的多样性变差，同时，利用刘纪远的土地利用程度综合指数对土地利用垂直分异规律进行定量研究，发现在40m之上和之下土地利用程度呈现出不同的规律性：40米以上土地利用程度随着高程的增加明显下降，高程的自然对数每增加1，土地利用程度扩展综合指数下降42．718；40米以下，土地利用程度综合指数随着高程的增加而上升，与把空间数据“粗化”和“离散化”到行政单元上的传统作法相比，该研究方法空间信息的损失很小。     

基于物质流分析的江苏省区域生态效率评价

物质流分析被认为是适用于生态效率评价的重要工具和方法之一,但应用于区域生态效率评价的研究尚较少。根据生态效率理论、物质流分析理论与方法,建立了基于物质流账户的3个层面的区域生态效率评价指标：区域直接生态效率、区域总生态效率、整体生态效率。以江苏省为例,全面评价了 1995~2005年江苏省不同层面的生态效率,结果表明：（1）江苏省区域直接生态效率远高于我国同期水平。区域总生态效率和整体生态效率相对较低,分别仅为区域直接生态效率 15%~22%和 7%~8%左右;（2）1995~2005年,区域直接生态效率呈先上升后下降趋势,原因在于物质生产率未有显著提高以及近年来重工业在产业结构中比重的增加;（3）整体生态效率的变化趋势与区域直接生态效率类似,原因主要是近年江苏省对区外物质和资源的进口量显著增加;（4）区域总生态效率则表现为先快速上升后缓慢上升的趋势。在对研究结果及成因进行分析和讨论的基础上,提出了提高区域生态效率的建议.     

江苏省生态足迹分析与可持续发展研究

生态足迹是定量研究区域可持续发展的一种重要方法。目前将生态足迹用于不同时间序列分析,以描述区域可持续发展状况的研究仅初始于不多的国外研究机构。通过对江苏省10年间生态足迹变化情况进行纵向比较分析,来考虑人类及其发展与生态环境的关系,衡量在人类开发强度较大的江苏省,区域生态供给功能是否能满足开发和消费的需要,量化江苏经济发展对生态环境影响的程度,证实了研究区域江苏省的严峻形势。同时与目前国内外已有的生态足迹研究成果比较,概述江苏省生态足迹赤字产生的原因。     

江苏省城乡空间融合的形态演化研究

选取1980~2010年5期土地利用/覆被变化(LUCC)作为数据源,获取江苏省近30a的城乡建设用地变化数据,在空间分析和景观分析等方法支持下,分析城乡空间形态的演变特征,揭示城乡空间融合的过程和动力机制,并归纳不同类型的城乡空间融合模式。结果表明:(1)城镇空间扩展方面,数量变化呈先平缓后急剧增长特征,空间形态变化首先以外部扩展为主,然后进入斑块边缘间的填充扩展的循环过程,苏锡常地区城镇空间的扩展最为密集;(2)农村地域变化方面,总量呈小幅增长态势,江苏北部沿淮河地区农村建设用地分布较为密集,沿江地区逐渐形成农村建设用地的次级密集区;(3)城乡空间融合过程方面,城乡空间开始由离散扩展逐步向粘合扩展过渡,城乡连通程度逐步提高,苏南地区城乡粘合扩展最为明显;(4)城乡空间融合的动力机制和地域模式,社会经济发展水平的快速提高、乡镇企业的高速发展、交通基础设施的不断完善、开发区和新城区的快速建设是江苏城乡融合发展的主要驱动力。依据空间形态变化特征和主要动力因素,江苏省具有3种城乡空间融合发展类型:枢纽链接模式、集聚吞并模式、融合扩展模式。     

江苏省乡村性的县域差异时空分析

基于城乡一体化的思想构建乡村性指数(RI),运用熵值法确定2001~2012年乡村性指数的权重,以乡村性指数为变量,运用差异系数对江苏省乡村性县域差异的演变过程与空间格局进行定量分析。结果表明:2001年以来,江苏省乡村性随着城市化水平的提高呈现不断减弱的趋势,县域乡村性在2001~2007~2012年表现为总体缩小基础上的先缩小后扩大的演变格局。县域乡村性各子系统发展不平衡,主要表现为土地利用差异,人口发展、经济发展和基础设施差异相对较小。在空间上,县域乡村性呈现由苏北苏中地区向环太湖和宁镇地区不断极化的过程。其中苏南地区以向下收敛为主;苏北地区以向上收敛为主;苏中地区以向上发散为主。     

江苏省人口城乡结构差异的多尺度研究

利用"全国第四、五、六次人口普查"等数据,基于"多尺度"分析框架,综合运用总体差异测度指数(标准差、锡尔指数及其分解)、马尔可夫链、ESDA等方法,分析1990~2010年江苏省不同尺度人口城乡结构差异的时空动态演化。结果表明:(1)20a来,江苏省人口城乡结构无论绝对差异还是相对差异性在各尺度上均呈缩小趋势,且前10a大幅缩小、后10a缩小幅度减缓。相对差异值及其缩小程度排序均从大到小依次为县域、市域、区域。主要受地区发展基础、增长极的带动能力及范围、政府政策侧重以及人口迁移机制等多种因素差异性的影响。由于三大区域间通过人口流动、交通、产业、资源等的联动效应,因而三大区域间差异的缩小对全省差异缩小的贡献最大。(2)前10a人口城乡结构类型转移概率波动性大,后10a趋向稳定。苏南各市区存在高水平"俱乐部趋同"现象。(3)虽然从区域尺度上看,苏南、苏北两极分化有所缓和,但从县域小尺度上来看,苏北大部分县域与苏南不同县域之间的差距依然较大,这与实际相符合,因此小尺度的自相关分析更符合实际,且小尺度两极分化严重。县域尺度冷、热点地区具有典型的核心边缘结构、南北空间分异显著,涓滴效应逐渐显现,南北差异有所减小。最后提出在"两带一路"背景下针对不同尺度人口城乡结构合理发展的建议。     

江苏省可持续发展分析、评价与战略对策

江苏正处在经济快速增长的过程中，协调经济、社会、资源、环境保护之间的关系，保证区域可持续发展，是该地区需迫切解决的根本问题之一。对江苏省可持续发展态势进行了分析，建立了可持续发展评价指标体系和长江沿江、东南沿海各省市的数据库，对江苏省可持续发展状况进行了定量评价，并与沿江、沿海省市进行了横向比较，对江苏省可持续发展类型进行了分析和判断。通过分析，认为江苏省可持续发展主要存在经济发展动力和效益低、就业和人口老龄化压力大、资源制约、环境污染等问题。针对这些问题，提出了加快科技成果转化，加强人力资源管理，完善社会保障体系，确保资源安全，实施减灾、防灾与治污工程和建立多元环境监管体系等可持续发展战略对策。     

基于分形理论的江苏沿江城镇体系研究

开放条件下,“全球 地方”作用深刻影响着区域城镇体系,沿江发达地区表现尤其典型。基于分形的相关理论和方法,以2006年为时空断面,对江苏沿江地区城镇体系的空间分布进行实证研究。结果表明：（1）区域城镇规模等级结构服从Zipf定律,首位城市南京在区域城市体系中的垄断性相对较强,但并非处于绝对垄断地位;（2）空间关联维数显示,沿江地区城镇体系的交通网络通达性优良,各城镇间联系紧密;（3）根据分维数和无标度区分析,三大城市群中,宁镇扬城市群分形发育最好,苏锡常次之,通泰城市群分形发育最差;（4）扬州、镇江、南京和苏州的城镇集聚程度较高,分形发育较为成熟;南通、泰州、无锡和常州的集聚程度均较低,分形结构不佳。扬州在区域城镇体系中分形发育最为完善,中心性最好,历史上形成的这种空间格局至今没有变化.