塔里木河流域农牧系统耦合协调度分析

种植业(农业系统中的小农业)和畜牧业是农业系统中的两大主要组成部分,其协调发展有利于现代农业的实现。塔里木河流域是新疆重要的农业生产区域,农牧耦合协调发展将有利于推动流域现代农业的进程,增加农牧民收入。在统计学"变异性系数"的基础之上对其进行改良,构建了塔里木河流域农牧系统的耦合度和耦合协调度模型,以2003-2014年的统计数据为基础,定量分析了流域农牧系统耦合度和协调度,得出以下结论:流域传统农业特征显著;流域农牧协调发展存在一定的难度;流域农牧耦合只是简单的初级耦合,农牧高级耦合发展后劲还不足;政策因素对流域农牧耦合影响较大。     

吉林省松花江流域产业系统环境适应性时空分异与影响因素

基于敏感性,稳定性和响应等适应性要素构建了产业系统环境适应性评价指标体系以及评价模型,并对吉林省松花江流域产业系统环境适应性演变特征以及影响因素进行分析.结果发现:① 产业系统的发展深受内外因素双重扰动作用,重型化的产业发展现实导致了产业系统运行状况不佳,而工业化的大力发展对环境的干扰不断增强;② 不同的适应性要素以及适应性子系统均表现出迥然各异的区域性演变特征,产业系统与环境系统以及产业系统适应力与环境系统适应力均具有非线性变化关系特征.环境系统适应力的提升对于产业系统环境适应性的优化改善均具有更为重要作用;③ 产业系统环境适应性总体表现出由流域自上而下依次降低到中心--外围特征逐渐形成的过程,说明了流域产业系统环境适应性并非一定完全呈现流域的特征,流域内中心性城市功能的发挥也可以影响并且改变其演化发展趋势;④ 产业结构,科学技术,经济发展水平以及政府调控能力是流域产业系统环境适应性的影响因素.     

辽宁省城市人居环境系统耦合协调度时空格局演变及驱动力研究

人居环境系统内部的耦合协调是保证人居环境均衡发展的基础。基于“人类-居住-支撑-自然-社会”5个子系统,构建人居环境系统耦合协调发展评价指标体系,将2个系统间的容量耦合模型扩展运用到人居环境5个子系统中,综合熵值法、GIS空间分析以及地理探测器对辽宁省2005~2016年人居环境系统耦合协调度的时空演化特征与驱动力进行探讨,阐述人居环境系统内部协调性。研究表明:①2005~2016年辽宁省人居环境系统内部的耦合度与耦合协调度整体呈缓慢浮动上升趋势;②辽宁省人居环境耦合协调度呈分散格局,并且呈现从中间向两侧递减的“屋脊”式格局和“双核结构”;东西方向上,空间演变趋势由倒U型逐渐向一字型演变,南北方向上由斜线型向“L”型演变。③全省出现了中耦合低协调区、中耦合过渡协调区、高耦合低协调区、高耦合过渡协调区、高耦合高协调区5种类型区。④空间分异驱动力主要包括人的需求、经济发展、住房、互联网发展等。     

洞庭湖区旅游城镇化系统耦合协调性时空格局及影响因素

基于旅游产业、城镇化和生态环境耦合协调作用机理，运用耦合协调模型分析洞庭湖区2000—2018年17个县域旅游城镇化系统耦合协调性的时空格局及影响因素。结果表明：① 时序特征上，近20 a来耦合度和协调度呈现同步上升态势，两者均出现“一波三折”过程变化特点。耦合度增强的同时，协调度也随之增强，但滞后于耦合度的变化，协调水平有待提升。② 空间格局上，协调度与耦合度均呈现出“中部低、四周高”的分布特点。17个县域2个典型年份的耦合度和协调度出现了不同类型的转变，高层次耦合类型和协调类型的县域集中分布在洞庭湖外围地区，低层次的县域则集中分布在洞庭湖中部地区。③ 耦合协调类型的空间组合差异明显，由低层次向高层次转变的县域达到9个，组合类型的空间分布格局与耦合度和协调度的分异特征基本相似。④ 相关分析表明，协调度与表征旅游产业发展水平、城镇化发展水平和生态环境治理水平因子的较强相关性是形成这种时空分异格局的主要影响因素。     

旅游非优区铜陵市系统耦合及协同进化研究

旅游非优区铜陵市是矿产资源枯竭型城市,目前处于经济社会转型关键阶段。借鉴容量耦合系统模型对其环境、文化和旅游三大子系统进行时间序列交互耦合分析,并运用协同学理论对其旅游复合系统进行协同进化研究。结果表明,2001-2012年铜陵市各二级复合系统及旅游复合系统耦合发展度均呈上升趋势;文化—旅游和环境—旅游2类二级复合系统对旅游复合系统耦合发展度贡献作用巨大;增殖系数表明各子系统12年来均进化发展,共同趋向平衡位置;竞争参数表明环境与文化、环境与旅游子系统之间存在竞争阻碍关系,而文化与旅游子系统之间是合作共进关系。     

广西城市化与环境系统的耦合协调测度与互动分析

基于城市化与环境的耦合协调互动特征构建了耦合协调理论模型,对1985～2007年广西城市化与环境系统的耦合度和协调度进行了测度和互动关系分析。研究结果显示:从耦合度的时序来看,1985年以来广西城市化与环境系统基本处于交互耦合的颉颃阶段,1985～2001年城市化-环境耦合系统的耦合度从0.187上升到0.500,系统在演化过程中经历了一个"S"型的周期性变化,跨越了低水平耦合、颉颃阶段,在2001年进入磨合阶段,但之后系统的耦合度又退回到颉颃阶段,并在2007年达到了极小值。从耦合协调程度的时序看,广西城市化与环境系统的耦合协调程度也较低,基本还处于中低水平。这说明广西逐年加快的城市化进程给环境带来了越来越大的压力,需要正确处理和协调快速发展的城市化与日益严峻的环境状况之间的关系,尽快采取措施促使广西城市化与环境系统向耦合协调方向发展。     

沈阳经济区经济与环境耦合关联分析

通过构建经济与环境协调度评价指标体系、耦合度模型和协调度模型,研究沈阳经济区经济与环境系统耦合的主要因素,并从空间和时序的角度揭示二者的关系。沈阳经济区经济发展对生态环境的胁迫作用以及生态环境对经济发展的约束性都较大,经济发展指标中与生态环境综合关联程度最大的是经济潜力和经济结构,生态环境指标中与经济综合关联程度最大的是生态建设和环境治理;沈阳经济区经济与环境耦合度的三大区域分异规律显著,东北部的抚顺市、铁岭市经济与环境系统耦合作用强,南部的鞍山市、本溪市、辽阳市经济与环境系统耦合作用强度中等,中部及西北部的沈阳市、营口市、阜新市经济与环境系统耦合作用相对较弱;沈阳经济区经济与环境耦合度的时序变动较大,下降—波动—上升的"W"型走向明显,降低—拮抗—升高的阶段性特征显著。     

脆弱性视角的矿业城市人地耦合系统的耦合度评价——以阜新市为例

基于脆弱性与耦合度之间的内在联系——低耦合度意味着高脆弱性和不协调性,没有或低脆弱性则意味着高耦合度和协调度,从脆弱性的视角剖析矿业城市人地耦合系统的内部诸要素及其结构特征。通过构建脆弱性评价指标,借助物理学中的容量模型,选取中国第一个资源枯竭经济转型试点城市——阜新市为样本城市,进行矿业城市人地耦合系统的时序动态耦合度评价。评价结果表明:(1)从各子系统的序参量来看,系统内部结构整体上呈现出一种向协调、可持续发展方向演变的趋势,且有着明显的阶段性,大体可分为4个阶段,同时也体现了一种经济主宰社会、生态环境发展的内在关联;(2)从各子系统间的耦合度来看,整体呈现出明显的上升趋势,并由前期拮抗、低水平的耦合阶段向磨合、高水平耦合阶段转变,但整体水平偏低,在耦合时序变化中表现出明显的阶段性,与子系统的序参量变化阶段基本一致。     

陆海统筹背景下海岸带复合系统协调发展水平及影响机制研究——以温州市为例

陆海统筹是海洋强国建设的重要战略,针对陆海统筹核心区域——海岸带地区开展协调发展水平评价对推动海岸带可持续发展具有重要意义。论文从陆域和海域2个维度构建海岸带复合系统发展水平综合评价模型,利用耦合协调度、信息熵和有序度模型对温州市海岸带复合系统协调发展状况进行评价,并探析海岸带开发对温州市海岸带复合系统协调发展水平的影响机制,结果表明：① 陆域和海域子系统的发展指数总体呈现上升趋势,陆域子系统的高值区集中于温州主城区,低值区集中于温州中南部;陆域和海域子系统内部协调发展程度逐步上升,达到良好协调状态;海岸带复合系统耦合度接近甚至达到1,趋于良性共振耦合状态,耦合协调度也不断提升,达到良好协调状态。② 2010—2018年间海岸带复合系统信息熵逐步下降,有序度不断上升,协调发展趋势良好。③ 海岸带开发对海岸带复合系统协调发展水平的影响机制为提高陆海能源资源运输与利用能力、改变陆海生态环境、促进陆海产业集聚和加强子系统关联、推动陆海社会文化发展4个方面。     

中国经济与环境污染耦合度格局及工业结构解析

耦合是指两个或两个以上系统的相互作用与相互影响。由于从自然界提取资源并进行加工, 最后并排放废弃物质到自然界, 区域经济子系统和环境子系统通过各自元素的相互作用彼此影响形成经济环境耦合关系。本文运用耦合协调度模型, 通过建立中国区域经济发展与环境污染耦合度评价指标体系, 对中国350 个地级单元的经济环境耦合度和协调度计算后进行空间格局分析。研究发现, 中国经济环境系统整体上处于低耦合低协调状态, 东部沿海地区的都市经济区和中部重要人口产业集聚区耦合度和协调度相对较高, 远西部和东中部偏远地区的耦合度和协调度相对较低。根据各地级单元经济发展和环境污染耦合度和协调度可以将现有国土划分为经济环境和谐区、经济环境磨合区、经济环境拮抗区及经济环境低耦合区4个类型区。通过对4 种类型区的工业结构分析后发现, 不同类型区工业结构存在很大差异。经济环境和谐区工业以电子机械、设备制造等高端装备制造产业为主;经济环境磨合区工业主要以机械装备制造和部分污染性的冶金、化工、电力产业为主;经济环境拮抗区工业则以钢铁、石化、煤炭、建材、发电等污染性行业为主, 是中国污染性行业最集中的地区, 也是未来环境质量面临最大风险的地区;经济环境低耦合区工业则以初级产品加工和生产为主。     

区域水环境经济系统DSS的设计

从区域水环境与经济协调发展出发,建立了区域水环境的决策支持系统。介绍了区域水环境经济系统决策支持系统的设计原则、系统结构、系统组成及系统功能。系统由数据库、模型库及其管理系统三部分组成,具有预测、优化、模拟和管理等功能。模型库包括宏观经济模型、环境经济多目标优化模型、需水模型、水环境容量模型和水环境分析模型等5个基本模型。在求解水环境经济多目标优化模型时,使用了约束法,把多目标化为单目标进行求解。在决策过程中,使用逐步法,在迭代过程中输入经验与偏好获取满意的决策信息     

NASA无人机交通管理系统飞行验证试验概述

随着民用无人机在物流配送、地理信息探测和应急救援等领域的快速发展,美国联邦航空局(FAA)和美国航空航天局(NASA)合作开发了无人机交通管理系统(UTM),并开展了大量的验证试验。根据技术难度,NASA将运行技术和相关的飞行验证试验分为4个技术能力水平阶段,其中第三和第四阶段是UTM试验的核心阶段,也是技术难度最高的2个阶段。论文整理了美国无人机交通管理系统第三和第四技术能力水平阶段的飞行验证试验,根据各项关键技术,对试验内容及运行场景等进行了概述,总结了相关试验经验,对中国无人机运行管理系统的试验设计提出了建议。     

A discrete global grid system for earth system modeling

To support Earth system modeling, we propose a discrete global grid system that expresses multi-resolution spatial data. Specifically, a unified coding model that expresses a grid of nodes, edges, and cells is constructed for a triangular discrete global grid system. To fulfill the requirements of practical applications, we design a code-based topological query method for this grid system and an algorithm to transform between grid codes and geographic coordinates. We evaluate the Global Finite Volume Community Ocean Model (Global-FVCOM) on the triangular discrete global grid system in the proposed uniform coding model. The ocean tidal waves simulated by the Global-FVCOM running on the coded grid are then compared with results obtained using a traditional irregular spherical grid system, and the results display comparable accuracy. The uniform coding model proposed in this paper provides a triangular discrete global grid system that can represent multi-resolution spatial data and can be used in Earth system models. This unified coding model can also be applied to the geographic coordinate system made up of latitudes and longitudes, as well as diamond and hexagonal grids.     

Use of an expert system to map forest soils from a geographical information system

Abstract

Mapping forest soils using conventional methods is time consuming and expensive. An expert system is described and applied to the mapping of five forest soil-landscape units formed on a single granitoid parent material. Three thematic maps were considered important in influencing the distribution of soils. The first showed the distribution of nine classes of native eucalypt forests, and the second and third were derived from a digital elevation model and represented slope gradient and a soil wetness index combined with topographical position. These layers were input to a raster based geographical information system (GIS) and then geometrically co-registered to a regular 30 m grid. From a knowledge of soil distributions, the relationships between the soil-landscape units and the three data layers were quantified by an experienced soil scientist and used as rules in a rule based expert system. The thematic layers accessed from the GIS provided data for the expert system to infer the forest soil-landscape unit most likely to occur at any given pixel. The soil-landscape map output by the expert system compared favourably with a conventional soil-landscape map generated using interpretation of aerial photographs.     

Environmental and ecological water requirement of river system: a case study of Haihe-Luanhe river system

In order to reduce the environmental and ecological problems induced by water resources development and utilization, this paper proposes a concept of environmental and ecological water requirement. It is defined as the minimum water amount to be consumed by the natural water bodies to conserve its environmental and ecological functions. Based on the definition, the methods on calculating the amount of environmental and ecological water requirement are determined. In the case study on Haihe-Luanhe river system, the water requirement is divided into three parts, i.e., the basic in-stream flow, water requirement for sediment transfer and water consumption by evaporation of the lakes or everglades. The results of the calculation show that the environmental and ecological water requirement in the river system is about 124×108 m3, including 57×108 m3 for basic in-stream flow, 63×108 m3 for sediment transfer and 4×108 m3 for net evaporation loss of lakes. The total amount of environmental and ecological water requirement accounts for 54% of the amount of runoff (228×108 m3). However, it should be realized that the amount of environmental and ecological water requirement must be more than that we have calculated. According to this result, we consider that the rational utilization rate of the runoff in the river systems must not be more than 40%. Since the current utilization rate of the river system, which is over 80%, has been far beyond the limitation, the problems of environment and ecology are quite serious. It is imperative to control and adjust water development and utilization to eliminate the existing problems and to avoid the potential ecological or environmental crisis.     

Environmental and ecological water requirement of river system: a case study of Haihe-Luanhe river system

1 IntroductionRiver system, to some extent, can be regarded as an independent eco-system, which includes river channels, lakes and the lands near the water bodies. In the engineering view, river system can be defined as the flooded area with a flood frequency of 1%[1,2]. The major aspects of the river system may be its water quantity, water quality and aquatic species. The three aspects of the system have a close relation with each other. The river system has a lot of functions, of which in g…     

Issues of implementing a spatiotemporal system

Abstract

The leap from an atemporal to a temporal geographical information system involves issues that can be solved only by understanding precisely what information a particular organization wishes to represent. Uncertainty, incomplete information and budgetary realities combine to present a spatiotemporal system's implementors with difficult choices. No right or wrong approach exists in these cases; rather, the solutions are based on what information is required and how an organization chooses to maintain it. The major issues involve representation, updates and longevity. Concerning representation, a system can use timestamps to describe the last time a feature was checked for correctness, or the last time the feature changed; feature histories can be traced in aggregate or individually; retrieval of past states may require some generalization over time; and many features need not be tracked temporally. Concerning incremental updates, set–up time and contention must be minimized; continual updates of geometry produce artifacts and edge effects; and incremental dissemination of updates requires careful coordination. Finally, because temporal systems are intended for posterity, ensuring that data will be useful to future generations is paramount.     

论地理学构想的哲学体系

地理学研究中的"构想"意识,其语言结构及其词义均可追溯到古希腊时代,由哲学、心理、艺术、社会等学科逐渐渗透到地理学科,社会学构想是激发地理学构想的直接对应因素。地理学构想的运用范畴是今日异域、往日本土与往日异域。地理研究中的构想研究,包括四个部分:地理现实、地理的构想、地理学构想、构想的地理。在哲学意义上,即现象、感知、认知与表述四个环节。地理学构想中的构想,具有思想、分析、探索、批评、发现、观念、视野、设计、设想等多层含义,是想像或想象、印象与意象的总称。在理论与方法上,"地理学构想"包括了传统地理学的历史叙述分析方法、现代地理学的科学实证主义方法与当代地理学的人文主义方法。所谓"构想",即"研究";所谓"地理学构想",实质上是贯穿了近代科学启蒙主义、现代科学实证精神与后现代人文关怀的地理学研究。     

Spatial analysis of rural energy system

Spatial databases are used in many natural resources management applications. These databases help decision-makers to design location specfic plans for resource management. In this paper, a geographical information system is used to develop a spatial energy information system model. The model has been used to examine the energy situation in a rural area of a developing country. It can help energy planners to assess the need for energy interventions specfic to certain regions in the planning area.