顾及格网属性分级与空间关联的人口空间化方法

现有人口空间化方法多基于行政单元构建回归模型并分配格网单元人口,但分析单元的尺度差异引发模型迁移问题。同时,格网特征建模仅考虑格网自身属性,导致格网间空间关联被人为割裂。为此,基于随机森林模型提出一种顾及格网属性分级与空间关联的人口空间化方法。该方法在格网特征建模中:（1）基于自然断点法构造建筑区类别约束的夜间灯光分级特征,并在行政单元尺度统计各等级网格占比作为训练输入,以减小模型跨尺度误差;（2）利用核密度估计刻画邻域兴趣点（point of interest, POI）对当前格网人口分布的影响及距离衰减效应;（3）基于叠置分析统计不同类型建筑区轮廓包含的各类POI数量,提升特征建模精细度。选取武汉市作为实验区域,在街道尺度与WorldPop、GPW及中国公里网格人口数据集进行对比验证方法的有效性。结果表明,该方法的平均绝对值误差仅为对比数据集的1/6~1/3。此外,还探讨了特征构成、格网大小及核密度带宽对精度的影响。     

融合建筑物与POI数据的精细人口空间化研究

精细的人口分布数据能刻画出行政单元内部细节的人口空间分布信息,为城市规划、灾害评估等相关研究和应用提供有效数据支撑.利用房屋建筑及高德兴趣点(point of in?terest,POI)数据提取建模因子,结合随机森林模型获取了武汉市2015年常住人口50 m空间化数据集.结果表明,相较于WorldPop数据集结果,所提出方法的结果在武汉市高、中、低3种不同人口密度社区单元均具有更高的拟合精度.     

2000—2020年东营市人口分布的时空特征演变规律及影响因素分析

本文基于2000—2020年人口格网数据对东营市乡镇尺度人口分布的时空特征及演变规律进行了分析,并利用地理探测器,探讨了东营市人口分布的影响机制.时序特征表明:东营市整体人口呈增长状态,但各区县及乡镇的人口数量差异较大;空间特征表明:人口密度总体上呈现南密北稀的状态,人口密度分布不均衡;时空演变规律表明:人口重心呈西北...     

利用高分辨率水文模型提高GRACE卫星的空间分辨率

为克服GRACE卫星数据空间分辨率粗糙的局限性,本文以高空间分辨率的PCR-GLOBWB数据为基础,构建了加权、乘权及误差分配降尺度方法,将GRACE卫星在河北省的水储量变化数据的空间分辨率由0.50°提高至0.05°。结果表明:加权降尺度方法不仅保留了GRACE数据的原始空间分布特征,还刻画了局部细节特征;误差分配降尺度方法结果较为理想,但在格网交界处的信号存在跳跃现象;乘权降尺度方法表现最差,与GRACE存在明显差异。经实测数据验证可知,加权降尺度方法与实测值拟合程度最好,相关系数最高可达0.81。本文为获取河北省高空间分辨率地下水储量数据提供了有效保障。     

基于特征分区的人口数据格网化研究

针对人口数据格网化分析不足的问题,可借助夜间灯光信息、地形信息、土地利用信息进行特征分区,在不同分区范围采用不同的方式构建人口空间格网化模型,反映人口在格网上的分布状态,提供了良好的小尺度统计人口方法。本文以四川省县区作为研究区域,对其进行特征分区,分为中心区(强灯光区)、一般灯光区和弱灯光区,分别采用圈层距离法、改进的夜间灯光建模法与土地利用建模法分析,并利用小一级的单位进行精度分析,研究表明:在灯光强度差距较大的一般灯光区,采用夜间灯光数据可以较好地模拟人口格网化数据,结果精度较高;在灯光强度差距较小的弱灯光区,土地利用模型可以有效地模拟人口空间分布;但灯光强度几乎饱和的中心区,采用圈层距离法,存在较大误差。     

一种人口连续分布模型的研究

分析了常用的表示人口分布的方法及其不足,提出了将人口统计数据空间分布化的方法,将研究区域划分为一定分辨率的格网,用距离衰减函数将人口密度估计值分配到每个格网上,每个格网上的人口是均匀分布的,随着格网分辨率的提高,就可以模拟出符合人口详细分布的人口密度空间连续分布模型,并通过实验说明该方法是可行的.     

一种人口连续分布模型的研究

分析了常用的表示人口分布的方法及其不足，提出了将人口统计数据空间分布化的方法，将研究区域划分为一定分辨率的格网，用距离衰减函数将人口密度估计值分配到每个格网上，每个格网上的人口是均匀分布的，随着格网分辨率的提高，就可以模拟出符合人口说细分布的人口密度空间连续分布模型，并通过实验说明该方法是可行的。     

顾及城乡差异的大区域人口密度估算——以山东省为例

现有大区域人口密度估算结果大多是在千米级尺度上,仅能宏观地反映城乡人口分布的范围,无法准确地刻画城乡人口空间分布的细节特征。本文将首套30m全球地表覆盖数据(GlobeLand30)引入城乡人口密度估算中,基于实现城乡划分的GlobeLand30人造地表数据,在城镇区域运用夜间灯光强度与人口的相关性将城镇人口细划到30m尺度上来估算城镇人口密度;在乡村区域引入样方估算的方法修正乡村居民地面积以估算乡村人口密度。以山东省为试验区的研究表明,本文方法无论在城乡居民地刻画还是人口空间分布的表达上均优于参考数据,所使用的GlobeLand30的全球性也保证了该方法推广的可行性。     

集成地理探测器与随机森林模型的城市人口分布格网模拟

精细尺度的城市人口分布信息是城市资源配置和综合管理的重要依据。本文以广州市越秀区、荔湾区、天河区、海珠区、白云区及黄埔区作为研究区域，基于人口统计、夜间灯光、兴趣点及土地利用等多源数据，利用地理探测器识别人口分布的影响因子，运用随机森林模型开展人口分布空间格网模拟研究。研究结果表明，与传统的相关分析相比，地理探测器能够更为准确地识别人口空间分布的重要影响因子。基于随机森林模型的人口分布格网模拟结果与街道（镇）实际人口的相关系数为0.774，平均相对误差约为30%。相比基于线性回归模型的模拟结果，随机森林模型的精度有明显提高。     

人口密度的空间连续分布模型

分析了常用的表示人口分布的方法,并指出了其不足的地方,提出了模拟人口空间分布的必要性,同时提出了模拟人口空间分布的思路。将研究区域划分为一定分辨率的格网,用核心估计方法将人口密度估计值分配到每个格网上,每个格网上的人口是均匀分布的,随着格网分辨率的提高,就可以模拟出符合人口详细分布的人口密度空间连续分布模型,并通过实验说明该方法是可行的。     

基于面向对象与规则的Sentinel-2A影像土地覆被分类——以江西省都昌县为例

土地覆被作为地表自然和人工建造物的综合体，是开展土地科学相关研究的重要基础，在遥感大数据背景下，准确、快速、自动化进行土地覆被提取技术一直是遥感研究中的重点。本文基于eCognition软件，采用面向对象的多尺度分割法，综合考虑地物在遥感影像上的光谱、形状和纹理特征，建立多种地物提取规则。通过模糊函数、支持向量机（SVM）和阈值法对研究区的土地覆被进行分类提取，并与研究区的FROM-GLC10数据和土地利用变更数据进行了对比分析。结果表明：①研究区土地覆被分类的总体精度为97%，Kappa系数为0.96，分类精度较高；②基于10 m分辨率影像，综合使用形状、纹理、光谱信息对于道路的提取具有较好的效果，道路提取Kappa系数为0.84；③分类结果在面积和空间分布上都优于FROM-GLC10数据，与研究区实际土地变更数据保持较好的一致性。基于面向对象与规则的分类方法提取地物能够有效利用多种遥感影像特征，分类精度高，对于处理高分辨率遥感数据具有很好的优势。     

Using Land Use Data to Estimate the Population Distribution of China in 2000

To control for the defects found in remote sensing-derived estimates of population distributions, this study created a new method for estimating the population density of China at a 1 × 1 km spatial resolution by combining remote sensing-derived land use with China residence polygon data. As a result, we obtained three sets of land use data (i.e., remote sensing-derived, China residence polygon, and a combination of the two) to estimate population. On the basis of these data, we developed both urban and rural population distribution models. The results demonstrated that this new method could improve the accuracy of population estimation.     

利用时序手机通话数据识别城市用地功能

城市土地利用是人的活动与城市物质空间交互所表现出的综合结果,因此人的活动与城市土地利用功能密切相关;具有不同时间段人的活动的空间聚集与分散规律的区域,其所属的社会功能属性亦不相同。随着大数据时代的到来,以居民手机数据为代表的基于位置的服务数据（local basic service,LBS）大量出现,使得实现时空全覆盖和精细化地监测城市人的活动成为可能。因此,利用手机数据的优势,能够实现从人的角度来区分识别城市用地功能类型。利用手机通话详单数据（call detail records,CDRs）提取面向地块尺度的居民通话聚合时序特征,提出了一种城市土地利用类型谱聚类识别方法。以武汉市为例进行实验分析,结果表明,该方法识别城市土地利用的平均精度为54.6%,为探知城市土地利用空间分布提供了一个有效的方法。     

面向开采扰动的离子型稀土矿区地表温度降尺度方法

离子型稀土的开采活动会导致矿区地表极其剧烈的生态扰动,并且会造成当地的生态环境问题,而矿区地表热环境分异变化能较好地反映矿区的生态扰动特点,是一种辨识地表生态扰动的重要参数。离子型稀土矿区存在矿点分散且单个矿点面积较小的特征,因此获取实用性强且空间分辨率更高的地表温度数据对稀土矿区生态环境的监测具有重要价值。构建了一种综合图像融合算法、线性光谱混合模型的地表温度降尺度模型。以赣州市辖区内的定南县岭北离子型稀土矿区作为研究区域,以Landsat 8卫星影像作为主要数据源,首先选取同一年份两个季相的数据,综合图像融合算法和线性光谱混合模型,将地表温度空间分辨率降至15 m;然后对降尺度后的地表温度结果进行定性定量的分析并检验其精度。结果表明,分解前、后矿区地表温度的空间分布和走向整体一致,降尺度后的地表温度能够更细致地反映矿区地表特征和空间差异性,研究区内两个季相的降尺度结果整体均方根误差分别为1.459 K、1.196 K,绝对误差分别为1.128 K、0.952 K,精度较高,表明该方法对于提升离子型稀土矿的地表温度空间分辨率有较好的适用性。     

利用Landsat TM影像进行地表温度像元分解

提出了一种基于Landsat TM的地表温度二次像元分解方法,将地表温度的空间分辨率从120 m提高到30 m。首先,利用地表类型的线性统计模型（E-DisTrad）获取初次分解子像元的地表温度,计算得到初次分解子像元的辐亮度;然后,利用面向对象的图像分割方法获取二次分解子像元的权重,实现对地表温度的二次分解;最后,采用升尺度再分解的验证方法进行精度分析,并选取了北京市TM影像进行实例分析。实验结果表明,二次像元分解模型不仅能有效地提高地表温度的空间分辨率,反映出不同地表类型地表温度的空间差异性,而且保证了像元分解前后能量值的一致性,非常适合于复杂地表覆盖地区的热红外波段遥感影像数据的降尺度处理。     

遥感高时空融合方法的研究进展及应用现状

针对遥感图像的"时空矛盾",评述了当前解决这一问题最主要的方法即遥感时空信息融合的方法,包括基于变化模型的融合、基于重建模型的融合以及基于学习模型的融合。通过分析各个模型的研究现状,指出了每种模型方法的优劣,特别重点介绍了影响较大的自适应时空融合方法的理论以及对其的改进算法。同时本文总结了当前时空融合模型在长时间序列模拟以及大区域数据集生成等方面的实际应用的效果,以及分析了影响时空融合结果的主要因素。最后基于这些问题和影响因素提出了今后时空融合模型发展的目标和方向。     

基于CLUE-S模型的深圳海岸带土地利用变化模拟

以深圳海岸带为研究区,基于1996、2005、2011年遥感影像得到研究区土地利用历史数据,选取自然、社会统计数据作为驱动因素,利用CLUE-S模型分别从不同时间尺度和空间尺度对研究区2005、2011年的土地利用分布予以模拟,并对模拟结果分别从类别和景观水平予以精度评价。从类别水平角度,选择ROC曲线对各地类的Logistic回归拟合精度进行评价;从景观水平角度,选取Kappa指数对模拟效果予以评估,以验证所选驱动因子的合理性。结果表明:在研究区范围内,CLUE-S模型的类别精度随着空间分辨率的改变而有所差异,100 m分辨率为本研究模拟的最佳尺度,各地类的ROC值均高于0.7;随着模拟时间的缩短模拟精度有所增加;东海岸由于受到人类影响较小,模拟效果整体相对较好。总体而言,CLUE-S模型适用于研究区土地利用模拟,所选驱动力因子能够对研究区土地利用变化予以较好的解释。     

Integrating multiple land cover maps through a multi-criteria analysis to improve agricultural monitoring in Africa

Monitoring agricultural land cover is highly relevant for global early warning systems such as ASAP (Anomaly hot Spots of Agricultural Production), because it represents the basis for detecting production deficits in food security assessment. Given the significant inconsistencies among existing land cover datasets, there is a need to obtain a more accurate representation of the spatial distribution and extent of agricultural area in Africa. In this research, we explore a fusion approach that combines the strength of individual datasets and minimises their limitations. Specifically, a semi-automatic method is developed, relying on multi-criteria analysis (MCA) complemented with manual fine-tuning using the best-rated datasets, to generate two hybrid and static agricultural masks – one for cropland and another for grassland. Following a comprehensive selection of land cover maps, each dataset is evaluated at country level according to five criteria: timeliness, spatial resolution, comparison with FAO statistics, accuracy assessment and expert evaluation. A sensitivity analysis is performed, based on an evaluation of the impact of weight settings on the resulting land cover. The proposed methodology is capable of improving agricultural characterisation in Africa. As a result, two static masks at 250 m spatial resolution for the nominal year 2016 are provided.     

地表温度日变化模型偏差系数解算的地表温度降尺度

地表温度LST（Land Surface Temperature）是全球气候变化研究的关键参数,遥感是获取全球和区域尺度地表温度的一种切实可行手段,但现有的单一传感器无法提供高时空分辨率的LST数据,限制了遥感地表温度数据的深入广泛应用。现有的降尺度方法难以生成无缝高时空分辨率的地表温度数据,且降尺度效果易受高空间分辨率LST数据缺失及有效时刻分布影响。本文提出了一种基于地表温度日变化模型DTC（Diurnal Temperature Cycle）偏差系数解算的地表温度降尺度方法,采用FY-4A、MODIS和Landsat 8的LST数据生成晴空及多云条件下逐小时100 m的无缝LST数据。方法主要包含4部分：（1）利用空值重建方法获取无缝的FY-4A的LST数据;（2）建立FY-4A LST数据的DTC模型;（3）采用时空融合模型对MODIS的LST数据进行空间降尺度;（4）解算DTC模型偏差系数,获取逐小时100 m分辨率的无缝LST数据。实验结果表明,本文提出的方法具有较高的降尺度精度,可获得晴空及多云条件下无缝高时空地表温度数据,且高空间分辨率的地表温度数据缺失和有效时刻分布对本文方法降尺度结果影响较小。     

基于GF-1与Landsat-8影像的山区苹果园地信息提取

GF-1卫星影像具有空间和时间分辨率高、纹理信息丰富等优势,而Landsat-8卫星影像具有多波段、光谱信息充足等优势。针对两种影像的特点,本文分别用面向对象分类方法进行苹果园地信息提取研究,结果表明:两种影像的分类精度都比较高,但由于研究区域属于山区,地块分布不均匀,GF-1影像发挥其空间分辨率较高的优势,苹果园地面积提取精度比Landsat-8高1.19%。