基于地理格网的地理国情信息统计分析初探

地理格网是对地球表面按一定数学规则进行科学划分而形成的格网系统和建立统一格网与编码索引体系的技术。基于地理格网对地理国情信息按几何类型进行统计与分析,形成了以格网为基础的地理国情信息,实现地理国情信息以不同格网单元为基础的空间分布统计与研究。     

地理国情普查数据的空间尺度转换研究

为了实现地理国情普查中不同尺度地表覆盖分类数据的交叉验证,文章选择郑州、西安等10个地理国情普查试点作为试验区,分析了不同地类在精度损失、景观格局等方面存在的尺度效应,并以林地为例,在空间分辨率6~2 000m的范围内,构建了空间尺度转换模型,估测精度可达92.63%。结果表明:地表覆盖分类数据进行尺度转换时,各种地类都会存在相应的精度损失;基于分辨率、景观格局指数构建的尺度转换模型,可以有效校正粗分辨率地表覆盖数据的尺度误差,为地理国情普查与监测中的质量控制提供参考。     

全球剖分的地理格网化区位标志

针对多元、多尺度地理国情监测数据的统一空间化组织关联问题,该文基于2n一维整型数组地理坐标的全球剖分参考格网及区位标志模型,提出了一种具有全球通用性与唯一性的地理格网化区位标识方法。通过该标志方法,能够对不同类型、不同尺度的地理国情监测数据进行一致性剖分聚合及区位标志,有利于提高同一区域内各类地理国情监测数据的整合与综合应用服务效率,同时为开展以地球剖分格网为空间统计单元的地理国情监测数据的统一空间组织关联提供了一种有效解决思路。     

基于GeoSOT模型的地理国情监测多级网格信息统计

地理国情信息统计是地理国情监测的重要内容,地理统计单元的划分直接决定着地理国情信息统计的精度。提出了采用基于GeoSOT网格模型生成的地理国情监测多级网格来统计地理国情信息的方法。以地理国情监测多级网格为地理国情信息的统计单元,能弥补以行政区划为统计单元的不足,更有效地表现区域内部地理国情信息的空间分布特征。     

基于地理国情普查成果的生态系统服务价值核算方法

生态系统服务直接关系人类的福祉,是当前国内生态文明建设的重要组成内容之一。受数据源精准性、时序性等方面的限制,在全国尺度下开展的常态化生态系统服务价值核算尚存在缺失。本文首先根据生态系统类型的内部结构、功能和内容指标的概念语义构建地理国情地表覆盖与中国陆地生态系统分类内容指标转换表达关系,并生产了全国陆地生态系统矢量化数据。然后,应用反映植被生理特征指标参数（EVI、NPP和生长季长度）优化的当量因子法模型,引入不同尺度下多粒度变换的地理格网空间化表达技术,设计和开展依托矢量化地理国情普查成果的生态服务价值数据集的生产,实现了生态系统服务价值核算的精准化、常态化,满足了多尺度下生态服务价值动态变化监测的需求。本文按照上述生态系统服务价值核算方法计算了中国陆地生态系统服务价值总量和供给、调节、支持、文化服务子功能价值量1 km×1 km格网数据,核算出2015年全国生态系统服务价值总量为402 503.54亿元。通过与早期成果对比,该成果可以满足不同尺度对粒度变换的要求,核算结果可靠,可为当前全国尺度下的生态补偿政策和补偿标准的制定提供数据支撑。     

面向地理国情地表覆盖变化检测的多尺度分割方法研究

地理国情监测已有的前期地表覆盖数据是重要的先验知识。本文结合地理国情监测地表覆盖变化检测生产需求,利用前期地理国情监测数据的地类边界和属性信息,引入局部方差变化率和全局优良值评价指标,从而确定不同地类的最优分割尺度,实现了基于不同地类的差异尺度分割。该方法减少了由单指标选择分割尺度的主观性,提高了最优分割尺度判断的效率,有效地减少了欠分割和过分割现象,整体效果优于仅采用单一分割尺度算法的分割结果,更有利于提取影像解译特征,为有专题图支持的变化检测相关研究提供有力支持。     

基于ArcObject地理格网工具的设计与实现

地理国情普查与地理国情监测需要对地理国情信息进行统计分析研究,而地理统计单元是地理要素统计分析的基础,合理科学的地理统计单元直接影响着统计分析的精度,因此研究地理统计单元意义重大.地理格网单元作为地理统计单元的主要表现形式,在研究了国家地理格网标准的基础上,利用ArcGIS Object进行地理格网工具的设计与实现.     

基于北京二号与地理国情数据的林地提取

由于地理国情林地数据不包含实地面积小于400 m²的树木或四旁单排林,若仅利用地理国情的林地数据统计区域森林覆盖率,将对四旁树面积较大地区的林地统计结果产生较大误差。为提取区域内准确的林地覆盖与空间分布状况,本文借助地理国情地表覆盖数据,提出了一种基于北京二号高分辨率遥感影像的林地提取方法。首先,根据遥感影像光谱特征,将研究区按植被、道路、铁路、建筑用地进行地类划分,并基于遥感影像进行各地类的样本提取,通过可分离检验的样本利用最大似然分类提取研究区内植被覆盖范围;然后,借助地理国情地表覆盖数据,使用叠置分析剔除误分、错分地类,得到区域林地的空间分布。试验结果表明：(1)研究区内林地覆盖率为20.3%,尚未满足北京新一轮林地规划需求;(2)地理国情地表覆盖数据内林地面积占提取林地总面积的54.03%,说明在部分地区使用本文方法对地理国情林地数据进行补充是有必要的。通过将试验结果与遥感影像进行目视比对并结合外业调查结果发现,提取的林地空间分布情况与实际分布基本相符。本文为地理国情的应用提供了一种新方法,研究结果可辅助区域的绿色发展规划,有助于构建科学的生态空间格局。     

利用Landsat ETM+分析城市热岛与下垫面的空间分布关系

采用数理统计与空间统计相结合的方法,利用Landsat ETM 数据对北京、上海、沈阳和武汉等4个大城市的夏季城市热岛相对强度与城市下垫面的空间分布关系进行对比研究。用混合像元线性光谱分解方法提取的城市植被覆盖度与不透水面表征城市下垫面;用城市地表亮温与水体亮温差值表征城市热岛相对强度。结果显示,4个城市的植被覆盖、不透水面与热岛强度的分布呈较强的空间正自相关,并且存在较为一致的自相关范围,该范围相当于城市街道与建筑组合特征尺度;自相关引起的结构性是导致3者空间分布异质性的主要因素。植被覆盖对城市热岛的缓解效果与不透水面对城市热岛的增强作用均呈分段线性特征,但区域差异较为明显;交叉相关系数曲线则显示出相关性的空间异质性与多尺度现象,同时存在一个约550 m的空间作用特征尺度。该研究结果有助于在城市规划实践中合理配置建筑与植被的间隔和比例,以缓解城市热岛效应。     

基于地理国情普查成果的生态系统服务价值评估

基于地理国情普查地表覆盖成果与生态系统服务价值评估修正模型,以都江堰市为示范区,运用地理格网法、空间自相关等空间统计分析方法探究了都江堰市生态系统服务价值总量及其空间分布特征。结果表明,都江堰市2015年生态系统服务价值总量为86.95亿元,呈高值聚集分布格局;人均生态服务价值量与人均国民生产总值GDP的比例约为1∶3,说明生态系统服务所创造的价值不容忽视。     

基于多级网格的地理国情信息表示

针对基于行政区划的地理国情信息表示方法不能有效地反映区域内部地理国情信息的空间分布特征,信息统计分析处理过程中空间范围不匹配等问题,文章提出一种基于多级网格的地理国情信息表示方法:采用多级网格为统计单元,形成以多级网格为基础的地理国情信息,通过专题图制作实现基于多级网格的地理国情信息表示。最后以天津市武清区地理国情普查数据为例,验证了该方法的有效性。     

地理国情普查中容易混分地表覆盖类型定量统计与分析

地理国情普查是新形势下测绘地理信息领域一项新的重大工作,开展地理国情普查可以全面获取地理国情信息,为开展常态化地理国情监测奠定基础。地表覆盖分类数据是地理国情普查的重要组成部分和成果之一。本文针对目前地理国情普查工作实际数据采集过程中存在的混分问题,广泛收集了地表覆盖分类方面的典型样例和问题,从一级类内部混淆和跨一级类混淆两个方面统计和分析了容易混分的类型,探讨了容易混淆地表覆盖类型形成的原因和规律,并给出了提高分类精度的建议。本文研究结果可直接服务于地理国情普查工作的开展,为提高地表覆盖分类精度提供科学参考。     

地理国情监测中地理格网的生成方法与应用

地理国情监测除获取基础地理信息之外,更加关注社会专题信息,因此,需要将基础地理信息与社会专题信息进行有效整合。该文根据最新的地理格网国家标准文件,按照区域内的具体情况和统计分析要求,制作地理格网文件,并以川西城市群人口数据为例,生成了人口格网化专题地图,为接下来的综合地理国情信息的统计分析与评估给予了一定的启示,促进了地理国情监测工作的开展。     

地理国情监测中水域范围与水域要素套合问题分析

针对地理国情监测中地表覆盖水域范围与地理国情水域要素套合时存在的诸多问题,本文提出了利用DEM水文分析法和ArcGIS空间关系排查法进行优化处理的方法.实践证明,利用该方法能解决两类数据时空不一致以及其他情况引起的套合问题,使得在全国尺度上的地理国情监测水域数据成果更加准确、客观、可靠,为提高地理国情监测成果质量提供了有力保障.     

高精度住房空置率的地理空间影响因素定量研究

为揭示住房空置率对地理空间因素的依赖性,本文首先以50 m×50 m格网为基本单位,通过建模等方式计算格网尺度的住房空置率、自然因子、社会因子,然后对研究区进行不同级别的划分和相关性分析,最后采用地理探测器法对自然因子的影响机制进行进一步研究。结果表明：①研究区住房空置率与所选地理空间因子均呈显著性相关,植被占比对住房空置率的影响程度最大,其他自然因子的影响程度普遍偏小;②由于非建成区尚处于快速发展阶段,有较大的发展潜力,因此非建成区对于社会因子和自然因子的依赖程度均大于建成区;③各街道的住房空置率受坡度的影响程度普遍小于其他自然因子,各因子两两之间的交互作用对住房空置率的解释力具有显著增强的效果。本文为小区域住房空置率的影响因素剖析提供了参考。     

基于面向对象分类技术的地理国情监测研究

地物分类是地理国情变化监测的关键技术,选用福州仓山主城区两个时期的高分辨率影像作为研究对象,研究了利用面向对象分类技术进行地表覆盖分类并生成地理国情普查数据的方法和流程。同时,探讨了基于不同时期地理国情普查数据的空间分析统计结果,揭示地理国情变化规律及原因。     

基于等高线隔断线确定DEM适宜分辨率的方法研究

分辨率是等高线数据插值生成格网DEM数据过程中需要考虑的一个重要参数,适宜的分辨率既能将等高线高程信息尽可能保留,又不会因插值造成数据冗余及误差。基于对格网DEM生成方式的理解,提出了等高线隔断线的相关概念,分析了基于地形图矢量化的等高线数据插值生成格网DEM数据,由不同长度等高线隔断线频率统计来确定格网适宜分辨率参考值的方法。同时,不同长度等高线隔断线的长度与其频率相乘得到标准长度,以及等高线隔断线中心点生成的密度分析图,均可在频率特征决定适宜分辨率参考值时起到一定的参考作用。通过样区实验验证,实现简便,可度量性强,与其他相关研究具有一致性,对确定适宜格网分辨率参考值具有一定的借鉴意义。     

郑洛地区史前聚落分布特征的空间自相关分析

针对郑洛地区史前聚落遗址点的空间分布特征的问题,该文提出了一种空间自相关分析方法,以不同的格网尺度研究郑洛地区4个文化时期的遗址点的空间分布特征。研究发现:5 000~12 000m的格网尺度最能表现出裴李岗文化时期、仰韶文化前期、仰韶文化后期和龙山文化时期这4个文化时期全局自相关的差异。从局部自相关所表现出的变化情况来看,6 000~10 000m这一范围的格网尺度是最能保留住郑洛地区这4个文化时期遗址点的空间分布特征。将空间自相关分析应用于史前聚落考古研究中,可以探讨史前聚落考古中遗址点的空间分布模式及其变化。这不仅为史前聚落考古提供了一种新的思维方式,也扩展了史前聚落考古理论方面的研究。     

地理国情普查地表覆盖要素处理和优化技术研究

地表覆盖要素分类提取是地理国情普查工作的基础, 是地理国情指标信息统计与发布的重要依据。本文结合武汉市第一次地理国情普查工作情况, 研究与分析了地表覆盖分类数据提取的现状和存在的相关问题, 提出了基于FME的地表覆盖分类数据编辑和检查、分类成果的坐标转换处理模式, 同时综合TCL脚本语言和命令行批处理模式对数据处理方式进行了优化。该方法能提高地表覆盖分类处理的效率和质量, 可以为地理国情普查工作中的地表覆盖要素分类处理提供重要的技术参考。     

土地覆盖信息尺度转换的判别空间方法

提出了土地覆盖信息尺度转换的判别空间方法,选取判别向量并对其进行尺度转换,以不同尺度的判别向量构建多尺度判别空间模型,通过在判别空间中进行土地覆盖分类,实现不同分辨率土地覆盖信息的尺度转换。将此方法与常规的优势法和中心点法做尺度效应对比分析,并对各尺度上两种不同分类方法在判别空间中的土地覆盖分类结果进行比较。实验结果表明,该方法进行升尺度转换的结果比常规方法更加稳健,信息缺损更小,从而验证了其在土地覆盖信息尺度转换方面的有效性和适用性。