融合POI数据的建成区人口数据空间化方法——以武汉市为例

人口数据空间化对城市精细化管理具有重要意义,现有的人口数据空间化方法主要采用夜间灯光数据和土地利用数据,鲜有涉及关注点(POI)数据研究.通过多元线性回归构建土地利用分类数据、POI数据与人口统计数据之间的关系得到人口模型进而实现建成区人口数据空间化.并以武汉市建成区为例,进行方法验证.结果表明,不同尺度格网下反映出的武汉市人口分布空间特征不同,并且都与武汉市实际人口分布情况一致,验证了该方法的有效性.     

复杂山区地形条件下ERA5再分析地表气温降尺度方法

高时空分辨率的气温栅格数据是多种地学模型和气候模型的重要输入。山区地形复杂,气温空间异质性强,如何获取高时空分辨率的山区地表气温数据一直是研究热点与难点。本文选择地形复杂的河北省张家口市作为试验区,基于局部薄盘样条函数对ERA5再分析日均近地表气温（2 m高度）进行空间插值,并利用随机森林算法,结合少量气象站观测气温数据、地形地表参数数据构建日均气温订正模型和气温逐时化模型,实现空间分辨率由0.1 °（约11 km）到30 m的逐时气温降尺度,最后将该模型拓展应用于其他时间与区域,检验本文发展的降尺度方法在没有站点观测数据条件下的时空移植性。结果显示,本文降尺度方法得到的高时空分辨率山区气温数据精度较高,1月均方根误差（RMSE）平均值为2.4 ℃,明显优于气象站点插值结果,且气温相对高低的空间分布更为合理、纹理更加丰富;将该方法应用到其他时间与区域的RMSE平均值分别为2.9 ℃与2.5 ℃,均小于再分析资料直接插值所产生的误差。研究结果总体表明,在气象站点较少甚至没有时,可利用本文方法通过ERA5再分析气温准确获取复杂地形条件下的山区高时空分辨率气温数据。     

人口数据空间化表达与应用

人口数据空间化是“数字地球”的重要研究内容。本文在介绍人口空间分布研究的基础上,从人口分布影响因子、土地利用等空间数据的应用、构建间接的人口指标、人口数据空间化建模以及城市人口数据空间化五个方面,回顾了人口数据空间化研究的最新进展,并简要阐述了面插值的概念及其对人口数据空间化研究的意义。在总结前人相关研究的基础上,本文以福建省为研究区,在栅格数据模型的支持下,通过多源信息融合,从乡镇行政区划的尺度上对人口数据空间化模拟进行了尝试。     

集成土地利用数据和夜间灯光数据优化人口空间化模型

人口统计数据空间化是解决统计数据与自然要素数据融合分析的有效途径。随着RS和GIS技术的发展,人口统计数据空间化方法推陈出新,其中,土地利用数据、夜间灯光数据是人口空间化研究中普遍利用的数据源,但各有优、缺点：土地利用数据中的城镇用地、农村居民点能准确表示人口分布的空间范围,却不能反映其内部的人口密度差异特征;夜间灯光数据的强度信息能体现人口分布的疏密程度,但其像元溢出问题显著夸大人口分布范围,像元过饱和现象也影响着人口数据空间化结果的精度。本研究以中国大陆沿海区域为例,尝试集成土地利用数据和夜间灯光数据优化人口空间化方法,设计了基于精度阈值和动态样本的渐进回归与分区建模的方法,获得了中国沿海2000、2005、2010年1 km分辨率人口空间化数据。结果表明,优化模型显著提高了研究区整体的精度,尤其适用于人口空间结构内部差异较为显著的区域。     

基于GIS的“一带一路”地区气温插值方法比较研究

“一带一路”倡议是新时期中国为加强对外开放提出的全球化合作倡议,资源环境的优化配置对全球化发展意义重大。气温作为重要的基础数据和输入要素,对其进行空间化处理是实现大尺度区域资源环境优化配置的前提。本文基于地理信息技术（GIS）,运用距离平方反比法（IDS）、协同克里格法（CK）、回归距离平方反比法（RIDS）和回归协同克里格法（RCK）,对“一带一路”地区1980—2017年的2679个气象站点的月平均气温和年平均气温数据进行插值,获得了“一带一路”地区10 km分辨率的气温空间分布数据。交叉验证结果表明：① IDS、CK、RIDS和RCK插值法在整体上均较好地展示了“一带一路”地区气温的地理空间分布规律,4种插值方法的月均气温的均方根误差分别在1.93~2.43、1.78~2.14、1.31~2.23和1.23~1.92 ℃之间;年均气温的均方根误差分别为1.94、1.83、1.37和1.27 ℃;② 在“一带一路”地区,加入协变量分析的CK插值精度整体优于IDS,并且削弱了IDS的极值现象;③ RIDS和RCK对年均气温的插值精度分别较IDS和CK提高了29.4%和30.6%,表明加入地理要素并进行残差修正的插值精度得到了进一步提高。总体来看,RCK插值法对气温数据的插值精度最高,可以考虑将此方法作为“一带一路”地区温度等气象要素的插值方法。     

北京市人口密度空间分布及其尺度特性研究

利用北京市第六次人口普查数据,在对人口统计数据进行空间化处理的基础上,分析了城市人口密度分布的统计特征及其空间自相关性,充分证明了北京市人口密度分布具有非常强烈的空间自相关性,并已经凸显出城市人口密度多核心分布模型的特征;在对人口统计数据进行格网化处理的基础上,分析了6种不同尺度下北京市人口密度空间分布的统计学特性和空间自相关性,证明了北京市人口密度的空间分布具有尺度特性;本文进一步对尺度特性影响下的人口密度空间分布特性空间自相关性进行了对比研究,从而揭示出空间自相关性与尺度变化间的规律。     

基于普查和手机定位数据的乡镇尺度人口空间化方法研究

人口在空间上的实际分布是人口地理学研究的基础和热点问题。目前全球不同尺度的人口空间化数据产品因生产方法、数据源等有较大差异,空间化产品的一致性存在较大差异,尤其是共性需求集中的1 km数据产品。本文以京津冀地区为研究区,基于2000年乡镇尺度的人口普查数据和可开放获得的手机定位数据,利用光影投射法计算人口分布权重,结合面积权重法和指数平滑法得到京津冀地区1 km分辨率的人口空间化结果PJ2000。该产品较好地反映了京津冀人口实际分布细节特征。经精度评定,PJ2000人口空间化的总体精度为90%,人口空间化相对误差小于0.5的乡镇（街道）数约占87%,PJ2000与2000年乡镇街道人口统计数据pop2000的相关系数r高达0.95。结果证明,结合乡镇尺度人口统计数据和手机定位数据等多源数据所构建的人口空间化模型,所获1 km分辨率人口密度数据集精度得到显著提高。     

属性数据空间化误差评价指标体系研究

属性数据空间化作为地学数据处理和地学数据产品加工的一种重要手段,已经成为GIS领域的研究热点之一。属性数据空间化与其他数据处理手段和方法一样,也必然会产生误差。分析、评价空间化过程产生的误差,探讨减少误差的技术方法,对于提高数据产品的质量、更好地满足用户需要具有重要意义。完整的属性数据空间化误差的评价指标包括数据源、空间化模型和数据产品等三个方面。数据源误差评价指标,包括数据点密度、等值线密度、多边形斑块密度和数据源均匀度指数;空间化模型误差评价指标包括:相关系数、模型显著性(相关系数检验、F检验、t检验)和模型的估计误差;数据产品的误差评价指标包括平均误差、最大误差、误差的数值分布和误差的空间分布。     

人口数据空间化研究进展

人口数据空间化旨在揭示人口在地理空间上的分布位置及数量信息,展现人口统计数据的地理学含义,其研究已经成为人口学、地理学、GIS领域的研究热点。人口空间数据库在各级政府部门的规划和决策、灾害评估、资源配置等方面,具有重要的应用价值和科学意义。经过近30年的发展,人口数据空间化研究水平逐渐成熟,模型丰富多样,已获得众多成果。为把握人口空间化研究的研究现状,本文首先依据研究目的、建模思想及模型原理的异同,从3个方面对人口空间化研究进行梳理：（1）格网大小（尺度）的确定;（2）3种常用建模思想及6类主要模型的对比分析;（3）提高人口空间化精度的措施及其应用背景、优点。在此基础上,依据现阶段人口数据空间化的研究内容,从格网尺度适宜性研究、高时空分辨率人口空间分布模拟、引入新型数据源及多思想多模型综合应用等方面探讨了人口数据空间化的研究方向。     

基于多源信息的人口分布格网化方法研究

格网化人口分布数据比行政单元人口密度数据更易直观表达人口的真实分布状况。本文面向人口格网化管理的区域发展需求,以延安市为研究对象,基于增强居民地空间分布及其内部结构信息的理念,利用乡镇界线和乡镇级人口统计数据为输入控制单元,以土地利用数据、居民点信息、DEM、夜晚灯光数据等多源信息为指示因子,采用多元回归建模方法获得了延安市2010年100 m格网人口分布数据。结果表明,本文采用的人口格网化建模方法最终模型选用变量数少,决定系数（R²）达到0.872。最终模型在用于验证的24个乡镇中,有18个乡镇的估计人口数与统计值误差绝对值小于10%。分析认为,该建模策略结果可信,多源的人口分布指示信息在人口格网化方法上明显优于单独的土地利用数据方法。本文获得的100 m格网延安市人口数据格网化结果,显著增强了人口空间分布的细节信息,对于县市一级的人口数据格网化具有借鉴意义。     

Transpiration Rates of Carex Meyeriana in Relation to Micrometerological Factors in a Mountain Valley Wetland

In order to reveal transpiration rates of wetland plants and its relationships to micro-meterological factors in a mountain valley wetland, relative humidity, air temperature, leaf temperature, soil temperature, photo flux density and transpiration rates were measured once two hours in a Carex meyeriana wetland of the Changbai Mountain valley in dry (July) and wet (September) of 2003, respectively. Results showed that the tendency of "decreasing after increasing" was obvious in wet season. However, a relati...     

射洪县近30年区域气候特征分析

利用射洪县近30年来的气温、降水、相对湿度、云量、日照时数等气象要素资料,应用多种统计方法分析了近30年来射洪县的区域气候特征.结果表明,射洪年平均温度在1986年左右发生转折性变化,气温明显变暖.而年降水量总体上以波动变化为主,在20世纪80年代中后期有较为明显的减少.降水量与年平均温度的突变年代类似,但变化趋势正好相反,说明90年代以后射洪的气候向暖干型转变.各气象要素的综合分析表明,随着全球气候变暖,射洪区域气候变化趋势不容乐观:相对湿度的减少导致降水减少,而温度则在进一步上升,低云量的增加和日照时数的减少,使得阴天寡照加剧.射洪区域气候变化与当地诸如人口增长,城市扩大等人类活动,以及农业生态之间均存在密切联系.     

四川巴中地区38年来气候变化特征分析

利用1971—2008年巴中地区4个站点的地面常规观测资料和滑动平均、MK法及MHF小波分析等统计诊断方法,分析了该地区降水和温度的年际、年代际的气候变化特征。结果表明：巴中地区的年均气温总体上表现出暖→冷→暖3个阶段,并呈现出8年的准周期变化特征;冬春气温的年代际变化显示出暖→冷→暖3个阶段性特征,而夏秋气温的年代际变化则显示出暖→冷→暖→冷4个阶段性特征。巴中地区的年降水量呈现出减少的趋势,递减率为13．813mm／10年;春季降水量低于全国的春季平均水平,夏、秋季平均降水量均高于全国的平均水平,且占到全年降水量的80％以上。巴中地区的年降水量存在较为显著的2年和6年的准周期变化,降水量增加和减少的突变较多显示出其复杂性。春、夏、秋三季的降水量有随温度升高而下降的趋势,而冬季的降水量有随温度的升高先增多后减少的趋势。巴中气候特征的分析对巴中农业区划和生产安排有其重要意义。     

新疆NDVI时空特征及气候变化影响研究

基于新疆50个气象测站2003-2010年逐日降水、气温资料,结合逐月归一化植被覆盖影像资料,利用趋势分析、R/S分析、模糊C均值聚类、图像处理等方法,系统分析了全疆NDVI时空变化特征及其可持续性,并探究NDVI与气候因子（气温、降水）之间的相关性。研究表明：植被覆盖及气象因子年际间差异不大,呈现出整体稳定的态势,但年内变化明显。北疆/天山北坡水热条件优良、植被长势最好,且植被长势对气候因子的滞后效应并不明显且滞后时间短。天山南坡/天山东段次之,而南疆植被覆盖程度最差,南疆/天山南坡植被长势对气候因子（降水、气温）存在明显的滞后效应,植被生长受气温、降水限制性更大,且气温作为主要因子,对天山南坡植被生长的限制作用表现得更为突出。总体上,新疆植被覆盖呈持续性变化,现有植被覆盖情况基本保持不变,但呈退化趋势的面积大于得到改善的面积,在一定程度上与人类活动有很大关系,探查植被长势的变化趋势并及时做出相应调整,不仅能为新疆地区的植被保护以及植被恢复工作提供一定的科学依据,更能够为合理有效地安排农作物生产提供重要的理论指导。     

森林脑炎时空分布特征和环境影响因素分析

森林脑炎作为一种蜱传自然疫源性疾病,其空间分布与环境关系密切,探索其时空分布模式与环境因子对其影响机制对于掌握和预测森林脑炎的发病风险区域具有重要意义。本文以我国东北疫源区（黑龙江省、吉林省和内蒙古自治区）为研究区,通过统计分析和空间自相关分析探究了2005—2015年森林脑炎时空分布特征,进而运用地理探测器模型探讨森林脑炎空间分布影响因素及其指示作用。结果表明：① 研究区内森林脑炎发病率在2005—2015年有明显的增长趋势和季节性发病特征,且其发病率具有较强的空间集聚模式,主要有2个大的热点集聚区;② 从整个研究区来看,植被类型、土地利用、年均气温、土壤类型、5—8月均气温、坡度、高程和年均降雨量是森林脑炎发病率空间流行的主要环境影响因素;③ 对于所筛选的环境指示因子而言,各指示因子对森林脑炎发病风险的影响程度存在差异,即各因子的各类型（范围）内,森林脑炎发病率不同;各指示因子两两之间的相互作用对森林脑炎的发病风险具有显著增强效应。研究结果可为研究区及全国森林脑炎疫情的有效控制提供科学依据和决策支持。     

Variation of Thornthwaite moisture index in Hengduan Mountains,China

The Thornthwaite moisture index, an index of the supply of water(precipitation) in an area relative to the climatic demand for water(potential evapotranspiration), was used to examine the spatial and temporal variation of drought and to verify the influence of environmental factors on the drought in the Hengduan Mountains, China. Results indicate that the Thornthwaite moisture index in the Hengduan Mountains had been increasing since 1960 with a rate of 0.1938/yr. Annual Thornthwaite moisture index in Hengduan Mountains was between –97.47 and 67.43 and the spatial heterogeneity was obvious in different seasons. Thornthwaite moisture index was high in the north and low in the south, and the monsoon rainfall had a significant impact on its spatial distribution. The tendency rate of Thornthwaite moisture index variation varied in different seasons, and the increasing trends in spring were greater than that in summer and autumn. However, the Thornthwaite moisture index decreased in winter. Thornthwaite moisture index increased greatly in the north and there was a small growth in the south of Hengduan Mountains. The increase of precipitation and decrease of evaporation lead to the increase of Thornthwaite moisture index. Thornthwaite moisture index has strong correlation with vegetation coverage. It can be seen that the correlation between Normalized Difference Vegetation Index(NDVI) and Thornthwaite moisture index was positive in spring and summer, but negative in autumn and winter. Correlation between Thornthwaite moisture index and relative soil relative moisture content was positive in spring, summer and autumn, but negative in winter. The typical mountainous terrain affect the distribution of temperature, precipitation, wind speed and other meteorological factors in this region, and then affect the spatial distribution of Thornthwaite moisture index. The unique ridge-gorge terrain caused the continuity of water-heat distribution from the north to south, and the water-heat was stronger than that from the east to west part, and thus determined the spatial distribution of Thornthwaite moisture index. The drought in the Hengduan Mountains area is mainly due to the unstable South Asian monsoon rainfall time.     

四川巴中地区38年来气候变化特征分析

利用1971—2008年巴中地区4个站点的地面常规观测资料和滑动平均、MK法及MHF小波分析等统计诊断方法,分析了该地区降水和温度的年际、年代际的气候变化特征。结果表明：巴中地区的年均气温总体上表现出暖→冷→暖3个阶段,并呈现出8年的准周期变化特征;冬春气温的年代际变化显示出暖→冷→暖3个阶段性特征,而夏秋气温的年代际变化则显示出暖→冷→暖→冷4个阶段性特征。巴中地区的年降水量呈现出减少的趋势,递减率为13．813mm／10年;春季降水量低于全国的春季平均水平,夏、秋季平均降水量均高于全国的平均水平,且占到全年降水量的80％以上。巴中地区的年降水量存在较为显著的2年和6年的准周期变化,降水量增加和减少的突变较多显示出其复杂性。春、夏、秋三季的降水量有随温度升高而下降的趋势,而冬季的降水量有随温度的升高先增多后减少的趋势。巴中气候特征的分析对巴中农业区划和生产安排有其重要意义。     

A time-dependent stochastic grassland fire ignition probability model for Hulun Buir Grassland of China

Grassland fire is one of the most important disturbance factors in the natural ecosystems.This paper focuses on the spatial distribution of long-term grassland fire patterns in the Hulun Buir Grassland located in the northeast of Inner Mongolia Autonomous Region in China.The density or ratio of ignition can reflect the relationship between grassland fire and different ignition factors.Based on the relationship between the density or ratio of ignition in different range of each ignition factor and grassland fire events,an ignition probability model was developed by using binary logistic regression function and its overall accuracy averaged up to 81.7%.Meanwhile it was found that daily relative humidity,daily temperature,elevation,vegetation type,distance to county-level road,distance to town are more important determinants of spatial distribution of fire ignitions.Using Monte Carlo method,we developed a time-dependent stochastic ignition probability model based on the distribution of inter-annual daily relative humidity and daily temperature.Through this model,it is possible to estimate the spatial patterns of ignition probability for grassland fire,which will be helpful to the quantitative evaluation of grassland fire risk and its management in the future.     

DIMETHYLSULFIDE IN THE SOUTH CHINA SEA

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＧｒｅａｔｅｆｆｏｒｔｓｗｅｒｅｄｅｖｏｔｅｄｒｅｃｅｎｔｌｙｔｏｓｔｕｄｙｉｎｇｄｉｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｉｄｅ(ＤＭＳ)ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｓｅａｗａｔｅｒ,ａｓｉｔａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒｔｈｅｍａｊｏｒｐａｒｔｏｆｔｈｅｓｕｌｆｕｒｆｌｕｘｆｒｏｍｔｈｅｏｃｅａｎｓｔｏｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ.Ｍｏｒｅｏｖｅｒ,ｉｔｓｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｍａｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄ…     

中国县域农村贫困的空间模拟分析

以中国县级行政区划为研究单元,从自然和社会经济因素中选取贫困的影响因子,建立评价指标体系,利用GIS空间分析和 BP人工神经网络,模拟各县域的自然致贫指数和社会经济消贫指数,并在分析贫困内在形成原因的基础上,明晰了空间贫困的分布特征。结果显示：自然因素是现阶段中国县域主要的致贫原因,全国县域自然致贫指数的分布呈现出明显随纬度和经度地带性分布的规律,自北而南、自西而东逐次呈带状排列分布。社会经济因素对贫困起到一定的缓解作用,全国县域社会经济消贫指数的空间分布较为破碎,各省区内部县域社会经济消贫指数的变异系数均大大高于自然致贫指数的变异系数。全国贫困压力指数以“黑河-百色”一线为界,东中西差异显著,呈现“大分散、小聚集”的空间分布格局。本文识别的贫困县与国家确定的重点扶贫县在空间上具有较高的重合性。