长江经济带国家重点生态功能区生态状况分析与评价

本文以生态状况为指标,通过构建生态功能、生态结构、生态胁迫3项指数的生态状态评价体系,对2015—2017年长江经济带范围内国家重点生态功能区的生态状况进行分析和评价。结果表明,重点生态功能区总体生态状况呈下降趋势,其中,下降比较明显的为水土保持生态功能区中的大别山水土保持生态功能区(局部)、桂黔滇喀斯特石漠化防治生态功能区(局部)、三峡库区水土保持生态功能区;水源涵养及生物多样性生态功能区生态功能下降趋势较缓。本文对长江经济带范围内重点生态功能区的生态状况作了客观科学的分析与评价,以期为国家重点生态功能区生态保护与绿色发展提供依据与参考。     

成果推介

<正>"城市生态功能区空间信息管理平台构建及关键技术研究"是由南京市测绘勘察研究院股份有限公司主持实施并完成的科研项目。该研究以生态功能区精细化监管为核心目的,改变传统的宏观管理模式,以生态功能区生态补偿资金审批、监管和生态功能区地表变化监测为抓手,利用遥感、机器学习和地理信息技     

基于RS和GIS的山区重要生态服务功能区划定方法

重要生态服务功能区划定与保护是社会经济可持续发展的重要基础。随着遥感(remote sensing,RS)与地理信息系统(geographic information system,GIS)技术的发展,对大区域生态环境的监测与生态服务功能快速评估技术日益成熟。提出生态保护效益计算方法,分析不同分割阈值情景下的生态保护效益系数,当得到最大生态保护效益系数时,划定重要生态服务功能区。将方法应用于典型的山地区域四川省万源市,对其进行3项生态服务功能(生物多样性保护、水土保持和水源涵养)快速评估,在归一化评估结果的基础上计算分析生态保护效益系数,最后在最优生态保护效益系数的情况下划定重要生态服务功能区。结果显示,研究区重要生态服务功能区划定面积为2 651. 99 km2,占总面积的65. 4%;其中主要集中分布在海拔高于800 m,坡度范围为[15°,35°)的区域,管理部门应加大该区域的保护力度。该方法可为山地区县级重要生态服务功能区与生态红线划定提供技术参考。     

RS和GIS支持下的国家重点生态功能区县生态功能区划分方法研究——以四川宝兴县为例

生态功能区划作为区域生态—经济—社会为一体的复合生态系统空间异质性的直观反映,是生态环境承载力分析、生态保护建设的重要科学依据。目前我国生态功能区划分更多的是区域尺度上的,针对县域尺度的生态功能划分尚少。本文依托先进的RS监测调查技术和GIS空间分析技术,以国家重点生态功能区县中的四川省宝兴县为例,建立了生态功能区划生态环境敏感性分析指标体系,开展生态环境敏感性分析,利用景观格局空间分析生态环境主导功能,根据生态环境相似性和差异性,划分县域生态功能区划,形成了适合于国家重点生态区县的生态功能区划分方案。     

基于地理国情数据的常州市生态空间质量指数研究

选取江苏南部常州市为研究区,利用2016-2018年基础性地理国情监测数据,根据市级主体功能区规划,以常州市域及按主体功能区分组的镇(街道、开发区)为研究单元,分析常州市地表覆盖三类空间面积组成与变化,构建生态状况、生态压力等指标,综合各指标建立生态空间质量指数,进行精细化的生态空间质量评价,并针对主体功能区规划提出政策建议。研究表明:常州市农业空间在三类空间中占比最高,生态空间其次,建设空间最低;优化提升区域、适度发展区域、重点拓展区域、限制开发区域生态空间质量指数依次升高,与主体功能区定位较为一致,但内部结构仍有提升空间;未来各区应对照各自功能需求,明确发展方向,实施重点保护,推进形成人口、经济和资源环境相协调的国土空间开发格局。     

滇东南岩溶区土壤侵蚀敏感性分析及其空间分异特征

以滇东南岩溶区独特的地理环境作为研究对象,根据《生态功能区划暂行规定》和国内外已有的土壤侵蚀敏感性的研究成果,选择地形起伏度(LS)、植被覆盖度(C)、土壤质地(K)3个自然因子作为滇东南岩溶区土壤侵蚀敏感性评价的指标,在GIS时空分析功能支持下,以《生态功能区划暂行规定》的敏感性等级标准为依据,分析各个因子对土壤侵蚀敏感性的影响,并结合研究区域实地情况对各个因子分别进行土壤侵蚀敏感性的评价。在各因子单独分析的基础上运用GIS的空间分析功能,根据这些敏感因子对侵蚀敏感性影响程度的不同分配、不同权重,进行综合分析评价,得到不同敏感程度区域的面积和空间分异特征。     

地理国情成果用于生态系统服务价值研究

以宁夏大武口区为例,采用谢高地等在《基于单位面积当量因子的生态系统服务价值化方法改进》中的研究结果,对大武口区生态系统服务价值进行了分析,可以作为生态环境保护、生态功能区划、环境经济核算和生态补偿决策的重要依据和基础[1]。     

加权全极化SAR图像分类下的功能区土地时空变化特征提取

为准确分析功能区土地时空演变情况,需准确区分土地时空变化的相关特征,本文设计了功能区土地时空变化特征提取模型。首先采用全极化分解和灰度共生矩阵,对SAR图像中反映功能区土地时空变化的、不同地物的各类散射特征和纹理特征进行分类。然后确定最佳加权全极化特征组合,将该组合输入随机森林模型,完成最终图像中地物分类。最后以湖南省某市生态功能区土地时空变化特征为例,实现功能区土地时空变化特征分类提取。测试结果表明,该模型采用加权全极化特征组合,可准确描述地物分布情况,保证地物的可靠分类,能实现较好的提取效果。     

基于三维模型框架的承德市域生态功能区划研究

运用三维模型框架分析承德市域生态、经济、社会特征,并在此基础上进行承德市域生态功能区划。采用定性与定量分析相结合的方法,结合承德市可持续发展的总体部署、经济和社会发展的现状评价和定位,对承德市域进行生态功能区划。     

水功能区水环境功能区建库方法及实现

水功能区水环境功能区是水资源开发利用与保护、水污染防治和水环境综合治理的基础,其数字化建库是生态环境保护综合协同管理的重要工作.结合浙江省水功能区水环境功能区建库介绍了功能区建库的技术路线,通过功能区划定、空间数据采集、质量检查等工作,解决了功能区划分采集、拓扑关系处理、功能区长度确定、集水区范围划定等问题,实现了功能...     

时序变差函数特征驱动下的月平均降水空间分布模拟

高精度降水场是水文、气象以及环境分析的重要数据支撑,直接影响相关服务的准确性。传统降水分布模拟大多依赖站点空间维的驱动因素,而忽略了降水时序变化特征对其空间分布的影响。使用2015—2017年中国湖北省83个国家气象观测站点和28个省级观测站点近3 a月平均累积降水资料,通过相关性分析,引入站点降水时序理论变差函数模型的拱高值(C)和块金值(C₀)作为影响因素,使用地理加权回归(geographically weighted regression, GWR)建立湖北省月平均降水分布模型。结果表明:（1）各站点降水的时序变差函数曲线与降水的季节性基本吻合。站点时序理论变差函数模型中,有25.3%能够在4个月内达到平稳,36.14%在6个月内达到平稳。（2）站点降水时序理论变差函数模型的C和C₀与逐年12月平均累积降水在0.01水平（双侧）上显著相关,平均相关系数分别为0.745和0.526,大于地理位置和高程对降水的影响。（3）引入C和C₀ 有助于提升GWR模型的整体拟合优度和插值精度。对比仅使用经纬度的GWR模型和引入时序理论变差函数特征的GWR模型,3 a平均整体拟合优度从0.852提升至0.912。验证集站点插值精度评价显示,3 a绝对误差、均方根误差和平均绝对百分误差下降幅度均大于60%。因此,引入时序理论变差函数特征的时空GWR模型能够获得较高精度的降水模拟结果,更适合具有丰富历史降水资料地区的降水空间分布估算。     

空间自相关支撑下的地类分布模式一致性评价

空间分布模式是否保持一致是土地利用数据综合质量评价的一项重要内容。针对当前的研究缺少量化分析和位置表达的现状,提出了一种新的空间数据特有的自相关性评价方法。首先利用语义距离建立空间权重矩阵,随后通过莫兰指数（Moran’s I）计算数据处理前后全局和局部自相关度,最后利用莫兰（Moran）散点图和空间关联的局部指标（local indicators of spatial association,LISA）集聚图相结合的方法对综合前后的土地利用分布模式进行可视化对比。相较传统评价方法,所提方法顾及数据语义关系,计算可量化聚集程度,以直观可视化方法对比展示,更好地对土地利用数据在综合前后的全局空间分布模式一致性进行了评价。认知实验结果符合人类认知,表明所提方法切实有效。     

空地协同移动智能服务平台研发及典型应用

面向万物互联时代的移动智能服务需求,亟须建立空地协同智能服务平台。由于核心设备和算法的限制,空地协同移动智能服务平台发展较为缓慢。由此通过攻关传感器实时位置和姿态测量的核心技术与数据处理和分析的关键算法,研制了高精度位姿测量设备,研发了机载和车载空地多平台协同组网遥感观测系统,实现了多源遥感影像质量改善与智能精处理,有效支撑遥感测绘服务,提升遥感信息自动化处理水平,从而解决了空地协同智能服务平台中“准、快、灵”的难题,实现“北斗+位姿测量仪”全球自主“定基准”、空地协同组网快速“找目标”、智能化精处理自动“查变化”。成果已被广泛应用于地理国情监测、智慧城市规划和建设、应急测绘保障等行业。     

BDS-3/GNSS非组合精密单点定位

北斗三号卫星导航系统（BeiDou-3 navigation satellite system,BDS-3）全球组网工作全面建成,标志着BDS-3迈入全球定位、导航和授时服务的新时代。为了全面比较BDS-3系统与其余全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）非组合精密单点定位（precise point positioning,PPP）性能,重点分析不同分析中心BDS-3精密轨道和钟差产品的一致性、BDS-3/GNSS卫星可用性、BDS-3/GNSS单系统及多系统融合PPP定位性能。结果表明,基于5个分析中心的精密轨道和钟差产品,BDS-3静态PPP三维均方根误差约为2.31~4.00 cm,其单系统收敛时间明显慢于其余GNSS系统,GPS系统的加入对BDS-3/GNSS双系统融合PPP改善效果最为明显,且四系统融合能够有效地缩短收敛时间,并提高动态PPP定位精度。随着BDS-3系统的发展以及轨道和钟差产品的进一步完善,BDS-3同样具备其余GNSS系统提供优质导航定位服务的潜力。     

空间认知能力与三维寻路绩效的相关性分析

研究影响寻路行为的人为因素,对于提升智能导航服务的用户体验具有重要意义。从心理旋转、抽象推理、空间短时记忆和空间感知4种能力出发,设计空间认知对照实验,探究空间认知能力与寻路绩效之间的相关性。研究结果表明:（1）4种空间认知能力之间弱相关,且按空间尺度部分分离。相同尺度空间的认知能力,即心理旋转能力和抽象推理能力、短时记忆能力和空间感知能力的相关性较强,不同尺度空间的认知能力相关性较弱。（2）心理旋转能力和抽象推理能力对寻路绩效有较高的拟合显著性水平。考虑多因素联合作用,虚拟场景中,心理旋转能力对寻路绩效影响最大,空间感知能力影响最小;真实场景中,空间感知能力对寻路绩效影响最大,短时记忆能力影响最小。（3）寻路表现具有显著的场景效应,在虚拟和真实场景中各项能力因子对寻路绩效拟合的决定系数明显不同。该研究结果为基于虚拟场景的行人导航研究的有效性提供了实证参考,也可为设计顾及人因的导航服务提供依据。     

强震时空统计分析及InSAR同震形变场空间分布特征

收集整理了全球1976年至2022年初的198个强震（Mw≥7.5）信息,统计分析了强震发生的时空分布、震源深度分布和强震发震类型占比,并结合公开发表的典型强震的合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）同震形变场图,分析了强震同震形变的空间分布特征。研究表明,强震空间分布呈条带状聚集,主要位于环太平洋地震带和喜马拉雅-地中海地震带,强震大多发生在各大板块交界处,与现代大地测量观测到的地壳强应变区域重合;强震时间分布存在活跃期和平静期交替出现的现象,1976―1992年为相对平静期,1992年至今为相对活跃期,强震发生频率有逐年增加趋势;在收集的全球198个强震中,发生在海洋中的强震占大多数,陆地强震仅有44个,且绝大多数强震属于逆冲断层地震,按震源深度统计,浅源强震最多且分布广泛,占比达81.3%;InSAR卫星对地观测新技术可以捕获强震的全域同震形变场,详细呈现强震同震形变的空间范围和分布特征,其中陆地强震同震形变波及的范围主要集中在发震断层两侧附近的条带状区域,离断层越远,形变衰减越快,而且形变关于断层呈不对称性。运用全球覆盖的InSAR和全球导航卫星系统地壳形变监测技术,拼接全球不同位置的活动断层形变信息片段,有可能揭示陆地强震的全周期孕震形变过程。     

泸定Ms 6.8地震诱发滑坡应急评价研究

2022-09-05,四川省甘孜州泸定县发生Ms 6.8地震。地震在山区诱发了大量的地质灾害,造成了严重的人员伤亡。快速准确地获取地震诱发地质灾害的空间分布范围对震后应急决策和救援抢险至关重要。基于全球同震滑坡数据库与深度学习算法,构建了地震诱发滑坡空间分布概率近实时预测模型,在震后2 h内获取了泸定地震诱发地质灾害的预测结果。通过震后无人机与卫星遥感影像,采用机器学习与深度学习算法实现了震后大范围地质灾害的智能识别,共解译地震诱发滑坡3 633处,总面积13.78 km2。利用遥感解译的泸定地震滑坡数据,对地震诱发地质灾害预测模型进行了优化,获得了震区范围更广、准确性更高的同震滑坡预测结果。结果表明,同震滑坡预测模型能够快速获取震后地质灾害的空间分布情况,填补震后遥感影像获取前的空窗期,为灾后应急救援提供支撑;基于无人机与卫星遥感影像的智能识别技术是快速获取大范围地质灾害信息的有效手段。所取得的研究成果在泸定地震震后应急救援工作中发挥了重要作用。     

黄土高原地区PWV影响因素分析及精度评定

大气水汽是对流层的重要组成部分之一,研究影响水汽的因素及精度具有重要意义。主要研究黄土高原地区大气可降水量（precipitable water vapor, PWV）的影响因素,并对其实际精度进行评估。首先,对ERA5（the fifth-generation atmospheric reanalysis data of ECMWF）的气压、气温数据和全球导航卫星系统（global navigation satellite system, GNSS）获取的天顶对流层延迟（zenith troposphere delay, ZTD）进行评定;然后,依据ERA5的气压、气温数据和GNSS的ZTD数据计算1 h分辨率的PWV,并利用误差传播理论推导PWV的理论误差; 最后, 与PWV实际计算误差进行对比,分析黄土高原地区PWV的精度。结果表明,基于GAMIT/GLOBK软件获得的GNSS ZTD与PANDA软件解算的GNSS ZTD差值的均方根（root mean square, RMS）和Bias分别为4.05 mm和-0.46 mm;ERA5气压和气温的平均RMS和Bias分别为3.36 hPa/1.97 K和-0.01 ?hPa/0.04 K;黄土高原地区PWV的理论误差为1.51 mm,实际误差为1.94 mm。计算得到的PWV精度较高,对水汽分布以及气候监测的研究具有重要意义。     

空间和地理计算与计算社会学的融合路径

空间和地理数据及空间计算是大数据和人工智能(artificial intelligence,AI)研究的一个主要组成领域,也为社会科学从本体论、方法论和认识论层面提供了一个进行定量和定性研究的重要维度.但是空间如何与计算社会科学结合仍处于探索阶段.通过邀请实证社会研究、地理信息科学、计算机科学等多个领域在计算社会学方向...     

Spatiotemporal variability of urban growth factors: A global and local perspective on the megacity of Mumbai

The rapid growth of megacities requires special attention among urban planners worldwide, and particularly in Mumbai, India, where growth is very pronounced. To cope with the planning challenges this will bring, developing a retrospective understanding of urban land-use dynamics and the underlying driving-forces behind urban growth is a key prerequisite. This research uses regression-based land-use change models – and in particular non-spatial logistic regression models (LR) and auto-logistic regression models (ALR) – for the Mumbai region over the period 1973–2010, in order to determine the drivers behind spatiotemporal urban expansion. Both global models are complemented by a local, spatial model, the so-called geographically weighted logistic regression (GWLR) model, one that explicitly permits variations in driving-forces across space. The study comes to two main conclusions. First, both global models suggest similar driving-forces behind urban growth over time, revealing that LRs and ALRs result in estimated coefficients with comparable magnitudes. Second, all the local coefficients show distinctive temporal and spatial variations. It is therefore concluded that GWLR aids our understanding of urban growth processes, and so can assist context-related planning and policymaking activities when seeking to secure a sustainable urban future.