利用局部Moran’s I指数进行DEM地形简化

地形简化是构建多尺度DEM数据库的重要技术。基于DEM地形数据空间自相关特征,提出了一种利用Moran’s I指数的DEM简化方案,即在计算DEM格网单元局部Moran’s I指数的基础上,通过设定阈值提取候选地形特征点,进而重构结果 DEM。以黄土丘陵沟壑区为实验样区,将重要点法作为对比算法,从候选特征点分布、高程统计参数、地形结构特征等方面,对该方法的地形简化效果进行了分析。实验结果表明,基于地形空间自相关特征的DEM地形简化方法原理明确,技术方案易于实现,执行效率高,相对于重要点VIP地形简化算法,重构DEM能较好地保持地形的结构特征。     

基于空间自相关的河南省城镇化水平空间格局研究

城镇化水平是衡量一个地区经济发展状况的重要指标。本文基于空间自相关分析方法,利用2007年河南省各市城镇化数据,分析了城镇化水平的空间分布规律。结果表明,河南省城镇化水平全局Moran’sI指数为0.299,达到显著正相关,呈现明显的全局空间集聚现象;其次,河南省城镇化水平分布的局部空间集聚现象亦十分显著。总体上,城镇化水平分布呈正关联的地市数量明显高于呈负关联的数量。根据计算结果,提出了促进河南省城镇化水平快速全面发展的对策和建议。     

不同比例尺下DEM的地形特征空间自相关性差异——以川渝地区和长三角区为例

采用局部Moran’s I模型对川渝地区和长三角区1∶250 000和1∶1 000 000两种尺度DEM以及全国1∶1 000 000 DEM地形信息进行了空间自相关的计算分析与比较,研究发现两种尺度下,高程自相关存在一致性,而坡度自相关差异性较大。1∶250 000地形自相关特性多呈随机分布,反映地势较平稳,具有均...     

基于地统计学的黄土高原地貌分异规律研究

地统计分析是研究区域化变量的重要手段,以陕北黄土高原为研究区域,采用数字地形分析结合地统计学的方法进行地形空间分异规律研究。选取神木、绥德、延川、甘泉、宜君、长武、淳化7个样区,从变程、偏基台值、块金值3个指标,分析了黄土高原地区高程、坡度、剖面曲率和平面曲率在空间上的分异规律。结果表明,高程的块金值变化与地形粗糙度存在正相关关系,坡度的变程变化与粗糙度呈负相关关系,剖面曲率的块金值变化与粗糙度一致。黄土高原整体地形由南至北呈平缓—破碎—平缓的变化特点。     

干热河谷冲沟DEM插值误差的空间分布研究

为了分析云南元谋干热河谷典型冲沟插值误差的空间分布特征,采用反距离加权（inverse distance weighting,IDW）、局部多项式（local polynomial interpolation,LPI）、张力样条（spline with tension,ST）、析取克里格（disjunctive Kriging,DK）以及不规则三角网（triangulated irregular network,TIN）模型方法对高程采样点进行插值,用交叉验证法、相对差系数及沟谷线差异衡量其插值精度。遴选高程误差大于1 m的误差点,用变异系数（coefficient of variation,CV）、全局Moran指数和Getis-Ord G_i*指数分析其空间格局特征。结果表明:TIN和DK精度较高,IDW精度最低;高程误差均呈聚集分布,聚集程度TIN > LPI > DK > ST > IDW;高程误差均呈空间正自相关,TIN模型插值误差的自相关程度最高;误差热点位于坡度大的区域。     

基于DMSP/OLS夜光数据的中国省域经济发展时空变化

利用社会经济数据计算得到各省综合发展指数(IDI),并建立IDI和平均灯光指数(ALI)的一元线性回归模型;再利用回归模型估算1992年、2001年和2013年各省的IDI;然后对3个年份的IDI进行全局自相关和局部自相关分析,以研究20多a来中国省域经济发展的时空格局。结果表明:①Moran’sI指数均大于0.3,说明IDI具有显著的空间集聚特征;IDI热点均集中于东部地区,冷点均集中于西北部地区,说明总体上中国东西部经济发展差异较大。②Moran’s I指数呈递减趋势,说明IDI的空间集聚程度降低,热点区向中部推移,冷点区缩小,表明20多a来中国经济发展集聚程度显著降低,贫富差距缩小,省域经济发展趋于均衡。     

不同分辨率DEM数据源派生地形因子对比研究

数字高程模型派生因子很多,在地形分析方面有着独一无二的优势,其派生因子产生的数据也有着非常广泛的应用,本文从不同分辨率数字高程模型派生因子里面选取坡度、坡向、地表粗糙度3个方面进行对比分析,通过数据与趋势图表,研究发现随着分辨率的降低,对地形的描述粗糙增大,概括程度也变高,使得坡度梯度降低;坡向研究方面在平坦地区随分辨率粗略化,面积比例逐步减小,从整体来看,随分辨率的粗略化,除平坦地区外,各类坡向面积比例没有太大的变化;地表粗糙度的最大值随着分辨率的下降而逐步降低,并且在极大值之间的变化频率较小,粗糙度的均值随分辨率的降低而减小,但均值间的变化比较稳定。     

基于 GIS 的东北三省气温降水空间自相关性分析简

创新性地提出了基于两观测站点连线的垂直平分线构建空间连接矩阵,进一步计算空间自相关指数Moran＇s I 来分析气象数据的空间分布模式.利用Moran’s I 分析探讨了东北地区86 个气象站1951～2011 年气温降水数据的空间自相关.结果表明,东北三省气温降水存在显著的空间聚集现象,降水表现为吉林省北部显著低低聚集,吉林辽宁省东部显著高高聚集,气温表现为东北三省南北区域显著聚集;1960～2011 年气温分布较降水表现出更强的空间自相关性,且随年份变化自相关性稳定程度比降水好;气温分布空间自相关性随时间有减弱趋势, 但仍表现出区域显著聚集强相关现象.     

基于RS与GIS技术的泸定县植被空间分布分析

以四川省泸定县为分析研究区域,综合运用遥感图像处理技术与GIS空间分析技术,用ETM+遥感影像获取归一化植被指数(NDVI)信息并反演植被覆盖度,用地形图等高线生成数字高程模型(DEM)并提取地形因子。借助叠合分析法,讨论植被覆盖度与海拔高度、坡度、坡度变率、坡向、坡向变率5种地形因子的空间关系,得到泸定县关于地形因子的各等级植被空间分布特征。分析对地植物学中高山峡谷地区植被的地形格局分布规律研究与生态环境的评价与改良都具有重要的参考价值。     

SRTM(1″)DEM在流域水文分析中的适用性研究

高精度的数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据是流域水文分析应用的基础。美国地质调查局新发布了全球高分辨率数字高程数据产品,其空间分辨率为1″(约为30 m)。为评价该数据在流域水文分析中的适用性,以鹤壁汤河流域为实验区,以机载LiDAR DEM数据为参考,统计了SRTM(1″)数据的高程误差,分析了坡度、坡向、地表覆盖等对误差的影响;在基于地形的水文分析中,统计分析了SRTM(1″)数据误差对地形湿度指数、坡度坡长因子以及汇流动力指数等地形指数计算的影响;最后选取流域汇水区面积、最长水流路径长度、形状系数、弯曲度系数等流域特征参数对两种DEM数据提取结果进行了对比。研究表明SRTM(1″)DEM数据具有较高的精度,原始数据均方根误差为5.98 m,在消除平面位移误差后减小为4.32 m。基于地形的水文分析表明SRTM DEM与LiDAR DEM计算结果具有一定的差异,地形湿度指数平均值略高,坡度坡长因子和汇流动力指数平均值偏低,离散度偏小,这与SRTM DEM在微地貌以及高坡度地形区存在失真相关。两种DEM数据提取流域特征参数差异较小。上述研究表明SRTM DEM(1″)数据在流域水文分析中具有较大的应用潜力。     

中国人口生育率的时空演变与空间差异研究

将探索性空间数据分析应用于低生育水平下的全国生育率区域差异研究,分析了1990～2000年省级总和生育率的时空演变趋势。研究表明,省级生育水平表现为显著正的空间自相关,且呈上升趋势,其中西藏、贵州两个潜在的极高值区域对空间自相关模式有很大的影响;全国仍呈现明显的东西差异,高值聚集模式由西部、中部向西部边缘收缩,西北、西南地区呈现显著性的高值聚集模式,空间差异较小,但四川比邻近地区的生育水平低;低值聚集模式从北部、沿海向中部扩张集中,空间差异较大,仅吉林、北京-天津、江苏表现显著。     

斯里兰卡亚洲象栖息地生境质量时空变化及分异特征

斯里兰卡亚洲象栖息地是全球重要的亚洲象保护区,象群分布密度约为其他地区的10倍,但由于生境破碎与丧失以及人象冲突等原因导致亚洲象数量急剧下降。对斯里兰卡亚洲象栖息地的生境质量监测与评估能够为亚洲象及其栖息地的保护政策制定与规划提供理论依据,并在全球物种多样性保护中具有重要意义。为评估斯里兰卡亚洲象栖息地的生境质量,综合考虑亚洲象栖息地需求以及影响亚洲象栖息地的关键要素,应用InVEST-HQ模型来估算生境质量指数,同时分析亚洲象栖息地生境质量在海拔梯度及植被覆盖梯度上的分布状况;随后引入空间自相关分析方法在像元尺度上探讨亚洲象栖息地生境质量的空间分布模式与时间演化过程,进而分析栖息地内不同保护区和气候分区的生境质量所存在的空间分异特征。研究结果表明：在空间分布上,斯里兰卡亚洲象栖息地生境质量具有高度聚集性,空间异常值不显著。生境质量高值区主要集中在中低海拔、植被覆盖情况较好、保护区范围密集的区域;生境质量低值区集中于耕地面积大、海拔偏高的区域。在梯度分布上,斯里兰卡亚洲象栖息地生境质量对海拔和植被覆盖度均具有显著线性相关关系,且在较低海拔和较高植被覆盖度梯度上存在聚集现象。在区域尺度上,斯里兰卡亚洲象栖息地生境质量存在显著的地域差异性。栖息地内自然保护区的生境质量明显高于非自然保护区,其中严格自然保护区的生境质量相对较高;热带雨林气候带的生境质量高值聚类大于其余气候分区,而热带疏林草原气候带与热带季风气候带生境质量受到季节性降水的影响较大,高值像元占比偏少。在时间尺度上,斯里兰卡亚洲象栖息地的生境质量总体呈现先降低后趋于平缓的态势。1995年—2010年,生境质量高值聚类占比明显减少,低值聚类占比缓慢上升;2010年—2020年生境质量低值占比有小幅度下降,高值聚类逐渐增加,生境质量逐渐稳定并呈缓慢上升的趋势。     

疟疾发病的空间格局和时空演化分析

疟疾是一种具有复杂地理空间分布特征的地方性疾病,研究疟疾的空间格局,掌握疟疾发病的时空演化规律,为疟疾的防治提供科学决策具有十分重要的科学意义。本文以湖南省105个市、县级行政区1983～1992年疟疾发病的历史资料为例,运用空间自相关分析方法对湖南省疟疾发病的空间格局和时空演化规律进行分析、探测和识别。研究结果表明：湖南省各市县疟疾发病地域差异明显,整体呈现＂南高北低＂的空间格局,且主要集中在湘南和湘中经济相对落后的地区。在这期间,湖南省的疟疾发病经历了一个从＂南低北高＂到＂南高北低＂的时空演化过程。     

基于多种空间权重矩阵的区域经济空间自相关分析——以河南省为例

在空间统计分析的应用中,空间权重矩阵的设定对空间自相关的分析结果有较大的影响。通过构建基于邻接关系和空间距离的两大类共计14组空间权重矩阵,以河南省县域经济为研究对象,计算全局和局部两种空间自相关指数,研究空间权重矩阵对区域经济空间自相关分析的影响。结果表明:1)一阶车矩阵比二阶车矩阵能更好地度量河南省县域经济的空间分布,表明河南省县域经济的空间自相关性主要发生在边界直接相邻的区域之间,空间依赖效应从邻域不断向外辐射的现象不明显。2)合理应用空间距离矩阵的关键是能够正确设定阈值距离d,当40 km<d<50 km时,河南省县域经济呈现显著的空间自相关性。3)由郑州市以及围绕郑州的环形区域共同构成了河南省唯一的大面积高GDP值聚集区域,省会城市的经济外溢现象明显;豫东北的鹤壁市和新乡市为低GDP值聚集区域。     

空间自相关在区域经济统计分析中的应用

利用了空间自相关分析方法,分析了海南省区域经济的空间分布模式研究,结果表明其能很好地检测区域经济之间的空间关联模式。     

一种线状对象空间自相关测度算法

从线状对象的定性属性数据特点出发,提出了一种表达线状对象定性属性数据空间自相关的算法,构建了适合定性属性数据相似度表达的属性矩阵,提出了全局自相关系数、局部自相关系数的测度表达,并验证了算法的有效性。     

耕地自然质量空间分布及其影响因子分析——以北京市大兴区为例

定量分析耕地质量的空间分布特征,是制定与实施耕地保护措施的重要依据。本文以耕地质量等级补充完善成果为基础,以自然等指数为空间变量,采用空间自相关分析方法对北京市大兴区耕地自然质量的空间分布特征进行了研究,并采用变异系数、二元相关分析和偏相关分析方法对其影响机制进行分析,揭示了耕地自然质量空间差异的主导影响因子。研究结果表明:大兴区耕地自然质量在200~900m尺度范围内呈显著的空间正相关性,正相关HH型高等地明显聚集分布,LL型低等地面积较大且聚集性较低,负相关类型(HL和LH型)耕地无明显集中区域,零星分布。土壤有机质、表土质地和土壤剖面构型是影响耕地自然质量空间分布格局的主导因子,但影响程度有所差异。