土地利用变化的多尺度空间自相关分析——以内蒙古翁牛特旗为例

用传统统计学方法模拟和解释土地利用变化的前提条件是研究分析的数据在统计上必须独立且均匀分布。但是空间数据相互之间通常具有依赖性 (即空间自相关),某一变量的值随着测定距离的缩小而变得更相似或更为不同。由于经典线性回归方法未能抓住数据的空间自相关特征,而空间自相关包含一些有用的信息,为了克服这一缺点,利用Moran的I系数自相关图来描述研究区土地利用变化的空间自相关,并且建立了不仅考虑回归而且又考虑空间自相关的混合回归-空间自相关回归模型 (即空间滞后模型)。研究得到：① 研究区土地利用变化模型中不但自变量之间而且因变量之间存在空间正自相关,这表明土地利用变化数据的空间自相关很强;② Moran的I系数随着尺度的变粗而减小,这是由于数据平均时的滤波特性和Moran的I系数对距离的非线性特征造成的;③ 经典线性回归模型的残差也表现出正相关,这表明标准的多元线性回归模型未能考虑土地利用数据所存在的空间依赖性;④ 混合回归-空间自相关回归模型 (即空间滞后模型) 的残差未存在空间自相关,并且有更好的拟合度;⑤ 相对于经典线性回归模型,混合回归-空间自相关回归模型 (即空间滞后模型) 对于存在空间自相关性的数据来说有着统计上的合理性,而经典线性回归模型未能考虑这些因素。     

土地利用冲突研究进展：内容与方法

土地资源的稀缺性与土地利用的多功能性是土地利用冲突产生的根本原因。土地利用冲突的产生加剧了经济利益、生态效益与社会效益之间的矛盾。土地利用冲突的研究对于实现国土空间规划中的"多规融合"及"三区三线"的划定都具有重要的意义。在阐释土地利用冲突的概念与类型的基础上,针对冲突研究较为分散的现状特征,分别从研究内容和研究方法上综述了近年来国内外相关研究进展。在研究内容上,分析了土地利用冲突的识别及时空动态研究,归纳了土地利用冲突的主要驱动因素及不同驱动因素下冲突的协调与权衡,总结了冲突研究的应用实践。在研究方法上,评价了参与式调查、博弈论、"压力-状态-响应"模型(Pressure-state-response,PSR模型)及其扩展模型、多目标评价和景观生态风险评价等方法在土地利用冲突研究中的适宜性。未来土地利用冲突研究中,应当完善理论体系、扩展研究方法、重视冲突动态、服务国土空间规划。     

国内外土地利用与农户生计研究评述

运用文献资料计量法和比较分析法对1984—2014年间国内外土地利用与农户生计的相关文献进行了梳理。研究结果表明:土地利用与农户生计的论文发表数量呈逐年增长趋势,研究主题日益多元化。研究内容主要围绕可持续生计分析框架,重点开展了土地利用变化与农户生计演变的驱动、土地利用变化下农户生计资产评价和农户生计策略响应等研究。未来土地利用与农户生计研究应努力探索农户生计理论的中国化、系统化;开展土地利用变化下农户生计风险的识别与评价;加强土地利用系统与农户生计系统的耦合关系分析;深化土地利用变化下农户生计状况的动态变化分析。     

基于生态足迹的土地利用结构优化研究综述

生态足迹是定量衡量区域可持续发展的一种重要方法,将生态足迹方法应用于土地利用结构优化中可以衡量某区域土地利用结构的合理与否。通过文献资料法、综合归纳分析法,阐述了生态足迹和土地利用结构优化的定义、模型和方法,重点突出了基于生态足迹的土地利用结构优化的优点和研究进展,得出结论:生态足迹模型近年来被推广应用于土地利用结构优化领域,基于生态足迹的土地利用结构优化是生态足迹与多目标线性规划模型相结合的优化方法,生态足迹方法与多目标规划模型相结合应用在土地利用结构优化中,弥补了多目标规划模型由于生态目标难以测度而存在的局限性;基于生态足迹的土地利用结构优化研究是一个较新的研究领域,相关研究在数量和质量上均有很大提升空间,未来有待于进一步深入研究。     

多尺度土地利用与土壤侵蚀

土地利用能够通过改变一系列的自然现象和生态过程影响土壤侵蚀,尺度不同,土地利用与土壤侵蚀的作用机制也会发生变化。本文针对坡面尺度、小流域／流域尺度和区域尺度,综述了不同尺度上土地利用对土壤侵蚀的影响研究。其中,在坡面尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要包括土地利用方式和土地管理措施对土壤侵蚀的影响,相应尺度上的模型有USLE／RUSLE、WEPP等;在小流域／流域尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要涉及土地利用结构和土地利用格局对土壤侵蚀的影响,相关的模型有LISEM、AGNPS、EUROSEM和SEDEM等;在区域尺度上土壤侵蚀评价研究主要是通过尺度上推和宏观因子评价的方法进行。多尺度土地利用与土壤侵蚀研究作为自然地理学研究中的热点问题,在进一步的研究中需要关注多尺度综合与尺度转换、土地利用政策效应、土地利用格局与土壤流失过程等方面的研究内容。     

农户土地利用行为对退耕还林政策的响应模拟——以陕西省米脂县高渠乡为例

作为中国涉及面最广、群众参与程度最高的一项生态工程,退耕还林对区域土地利用变化产生了重大影响。目前对土地利用变化过程和土地利用主体行为的分析研究不足,不能有效揭示宏观农业土地利用变化的微观机理,难以合理解释农户土地利用行为的变化。本文以陕西省米脂县高渠乡为例进行研究,利用经历权重法定量分析了退耕还林政策结束前后不同农户群体土地利用策略的变化;利用构建的农户群体土地利用决策模型,模拟不同政策情景下农户群体土地利用行为的变化及其对区域土地利用变化的影响。结果表明,该模型可以显示还耕和撂荒两种土地利用行为的变化及其空间配置,能揭示造成这种区域差异的微观机理,为分析农户群体土地利用行为的变化、探讨农业政策与农户行为之间的相互作用,提供了可供借鉴的途径。     

我国土地利用研究的发展态势与重点领域

进入21世纪以来,土地利用研究在与土地管理实践的密切结合中扩展了学术影响,提高了学科地位.在土地利用的调查与监测、综合属性评价、规划与设计、变化与机制、工程与技术等方面取得长足的进展.基于发展态势的分析,本文提出应加强土地利用的基础理论研究、重视土地利用的方法体系研究、拓展土地利用的研究视角和深化研究内涵、强化土地利用...     

土地利用多功能性研究进展与展望

土地利用多功能性研究是土地科学和地理学研究的重要学术命题,对于提高土地利用效率、促进区域可持续发展具有重要的理论和应用价值。本文通过对土地利用多功能性的概念内涵、识别与分类、评价研究等方面的梳理,明晰土地利用多功能性的研究现状。目前,学者对土地利用多功能性内涵特征的认识基本一致;土地利用多功能性的分类标准尚未统一;土地利用多功能性分析框架初步形成,评价指标体系尚不完善,评价方法较单一,应用研究相对薄弱;土地利用多功能性受自然、社会经济及政策等因素共同影响。未来,应构建多学科交叉的土地利用多功能性研究内容框架,完善分类体系,深化评价研究并加强应用研究,从而为开展土地利用规划与土地管理工作提供参考。     

土地利用动态变化研究方法探讨

本文从全球变化的研究热点--“土地利用/土地覆盖变化”的涵义及研究内容出发,概括分析了土地利用变化研究的方法-土地利用变化模型的建立,阐述了各类模型的涵义及在土地利用变化研究中的意义,并重点介绍了定量研究土地利用动态变化的几种模型-（1）土地资源数量变化模型;（2）土地资源生态背景质量变化模型;（3）土地利用程度变化模型;（4）土地利用变化区域差异模型;（5）土地利用空间变化模型;（6）土地需求量预测模型。     

土地利用系统动态变化模拟研究进展

土地利用/覆被变化与环境要素的动态作用过程自LUCC相关研究计划开展以来一直是重点内容,并且愈来愈受到重视.将土地利用主体的决策过程和环境要素变化过程综合起来研究土地利用系统动态变化,是实现土地自然生态系统与社会经济系统耦合研究的途径与方法.本文在对土地利用系统复杂性分析的基础上,提出目前土地利用系统变化模拟需要解决的基本科学问题,主要包括土地自然环境要素对土地利用主体决策的影响、不同空间尺度土地利用主体及主体间相互作用及在此基础上的区域土地利用动态变化模型研究.土地利用模型是分析土地利用系统结构与功能的有力工具,通过分析土地利用系统模拟研究进展发现国内外真正实现了自然生态系统和社会经济系统综合研究的模型尚不多见.基于主体的土地利用模拟方法综合了土地利用变化中空间变化和主体决策过程,适合于分析土地利用系统变化的空间过程、空间相互作用和多尺度现象.本文在对国际上基于多主体模型进行土地利用系统模拟的相关进展、模拟平台等分析评述的基础上,提出未来我国开展基于多主体模型进行土地利用变化研究的建议.     

基于多智能体的洪涝风险动态评估理论模型

随着全球气候变化的加剧和城市化进程的快速发展,洪涝灾害的影响和复杂性日益加剧。洪涝灾害风险评估是一项复杂的系统工程,在防洪减灾工程理论与实践中具有重要意义;作为洪涝灾害风险管理和应急处置的基础和核心,风险评估模型直接影响洪涝灾害风险评估结果的可靠性。洪涝灾害风险是洪涝灾害复杂系统组成部分相互作用的结果,综合考虑洪涝灾害系统的特点以及智能体建模的优势,提出了一种基于多智能体的洪涝风险动态评估理论模型。首先从复杂系统建模的角度出发,对洪涝灾害复杂系统进行分析建模,构建基于多智能体的洪涝灾害风险动态评估框架模型;其次,对所构建的框架模型中单个智能体模型进行研究,分别建立基于反应型的孕灾环境智能体模型和基于慎思型的致灾因子、承灾体和风险分析智能体模型,并对以上单个智能体的流程进行研究;然后以风险分析智能体联盟为例对模型框架中所涉及到4类智能体联盟的内部结构和流程进行分析,对构建的框架模型中涉及到的智能体通信协调和作用规则进行探讨;最后,在Netlogo平台上,基于30 m DEM数据和构建的模型,对淮河流域的暴雨型洪涝孕育发生发展全过程的人口风险进行动态评估。结果表明,构建的模型能有效评估洪涝灾害全过程中人口风险的动态。研究结果对洪涝灾害人口灾情评估、应急救助和应急管理都具有较强的指导意义。     

制备硅钢级氧化镁前驱体的原料水化研究

以青海盐湖水氯镁石为初级原料,采用喷雾热解法制备原料氧化镁,原料氧化镁通过水化制备硅钢级氧化镁前驱体氢氧化镁。原料氧化镁水化实验中对水化剂、水化温度、水化时间、液固比、搅拌速度及陈化时间对水化率、过滤速度和纯度的影响进行系统研究。采用均匀实验设计和DPS数据处理,(依次)通过建模分析、二次多项式模型回归建立数学模型,再通过各因素方差分析和总方差分析,确定了理论最优实验条件,再用理论最优条件作重复实验进行验证,最终确定了原料氧化镁的最佳水化条件。在水化温度60℃,水化时间105 min,液固比4,陈化时间4 h,水化剂1含量4.0%,水化剂2含量3.15%,洗水量4倍,搅拌速度120 r/min时,原料氧化镁的水化率达99.50%以上,得到的硅钢级氧化镁前驱体氢氧化镁纯度高、过滤性能良好。     

格网技术对GIS发展的影响

格网技术作为新一代的Web技术,必将深刻影响GIS的发展。格网计算为数据密集型空间分析提供了资源支持。数据格网为海量空间数据分布式存储、管理、传输、分析提供了一体化的解决方法。格网技术为VRGIS实时场景渲染和海量场景数据存储以及GIS互操作问题的解决提供了一种新思路。格网中的智能体组件动态组装应用软件将对GIS应用开发方式产生重大影响。通过建立空间信息格网可以实现中国GIS产业的跨越式发展。     

基于多智能体的城市人口分布模型

人口是城市发展中最为活跃的因素,快速增长的人口给城市安全、经济和生态环境带来了深远的影响,获取不同尺度的高精度人口空间分布信息对于城市安全管理、提高资源环境的综合管理能力具有非常重要的意义。针对常用的城市人口空间分布模拟方法存在的不足,构建了基于多智能体的城市人口分布模型,模型由影响要素、智能体、决策规则等组成。在两个不同尺度区域进行了模型应用实验,并以重力模型进行了对比分析。实验结果表明,与重力模型相比,此模型所模拟的结果具有更高的精度,且接近于实际的人口空间分布,为城市人口分布模拟提供了新的思路。     

网络地理信息系统研究*

网络地理信息系统(WebGIS)是近年来地理信息系统发展的方向之一.文中在分析网络地理信息系统内涵和功能的基础上,认为地理数据的空间可视化和空间分析是网络地理信息系统的重要特点.为此提出基于元数据的网络地理信息系统代理服务器的概念,并探讨了在JAVA平台上实现的一些技术问题.最后以京九沿线投资环境网络评估信息系统原型为例,给出了网络地理信息系统一个具体应用实例,实现了网络环境下地理模型分析功能.     

基于应急疏散智能体模型模拟的城市避难所空间配置——以上海市静安区为例

城市应急避难所的空间配置一直是灾害防治和城市安全研究领域的热点问题。本文以城市居民尽快地,尽少拥挤地到达满足容纳需求的应急避难所为目标,整合遥感影像数据、高精度人口分布数据、交通路网数据和专家知识等数据,综合运用智能体模型和多准则决策方法,对城市避难所空间配置开展研究。本文设计了三类与应急疏散相关的智能体：政府智能体、避难所智能体和居民智能体,来实现应急疏散的模拟,并根据模拟结果支持应急避难所的空间选址和配置。选址方法上运用了多准则决策方法和权重敏感性分析,在选址高适宜区域内选定避难所的新建方案。以新的避难所空间布局和配置为条件,执行新一轮的应急疏散模拟过程,实现选址的循环优化,从而获得最终的避难所空间配置方案。本文以上海市静安区的应急避难所空间配置分析为案例,生成了该区域应急避难所的详细空间配置方案,该方案能帮助居民在尽少拥挤风险下尽快疏散到附近的避难所。本文提出的方法充实了中国城市避难所选址的相关理论与可操作性的技术基础,为其他地区开展避难所的配置工作提供借鉴与参考。     

模拟区域土地利用变化的多主体模型及其在鄱阳湖区的应用(英文)

在较大区域内,城市用地扩张和农村土地利用发展一般同步进行。为了能够正确理解这类区域内土地利用/土地覆被变化的动力机制,本研究开发了一个基于多主体系统的土地利用模型。模型将鄱阳湖区视为一个典型区域,利用有限扩散聚合算法模拟城市主体的行为,采用基于涌现理论的主体模型模拟农村土地利用。农村子模型包括多种类型的主体和环境影响层,其中最重要的是农户主体,农户主体可以根据自身条件和周围的环境影响参数确定下一步土地利用的决策,政府主体则通过实施不同的政策对土地利用进行宏观控制。我们根据农户总收入和外出务工人员比例将农户主体分为6类,每种类型的农户主体遵循不同的决策规则。结果表明,本模型的模拟结果与鄱阳湖区1985 – 2005年的土地利用/土地覆被变化趋势高度相符。尤其重要的是,模拟结果充分表明农户主体的土地利用决策与国家政策紧密相关。这表明本研究建立的基于多主体的土地利用模型是一种评估政府土地管理政策效果的有效手段。     

基于多智能体的地理空间分异现象模拟 ——-以城市居住空间演变为例

许多地理现象都存在一定的空间分异规律。研究地理空间分异现象的形成与发展有重要的理论意义。基于“从上至下”的方程式方法很难对这些现象的形成过程进行解析。采用“自下而上”的多智能体系统, 对复杂地理现象的分异过程进行了重现。采用java-swarm 仿真技术, 以城市居住空间分异现象为例, 模拟出城市系统从无序走向有序的过程, 为发展和验证城市理论提供了一种重要的分析手段。基于多智能体的居住空间分异模型展现了居民智能体聚集现象的产生过程及对房屋价值的影响, 比较了居民不同收入差异情况下对居住空间分异的影响。模拟结果表明居住空间分异现象是一个历史的必然; 收入差异扩大使中低收入阶层在居住的空间区位选择上处于被动地位。     

基于对象关系数据库的扩展网络分析模型研究

网络分析作为地理信息系统的一个重要功能，已经在许多领域广泛应用。随着应用的深入，对网络分析也提出了更高的要求，如节点权值、边双向权值和转向权值等。该文总结了在工程应用中对网络分析功能的需求，然后从满足这些需求出发，提出了基于对象关系数据库的扩展网络分析模型，并用组件技术加以实现。     

海河流域分布式SWAT模型的构建

本文基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)构建海河流域分布式水文模型。针对海河流域的特点,对 平原区河网和入海口进行合理概化,对土壤类型和土地利用方式进行重分类处理。应用1995~2002 年水文气象系 列资料和下垫面空间分布信息,对模型的参数进行优化和灵敏度分析,最后选取多个站点对模拟结果进行检验与 分析。研究成果为SWAT 模型在国内复杂大流域的应用提供了范例,也为海河流域变化环境下的水资源与水环境 综合管理提供重要的水文学基础支撑。