投影寻踪动态聚类方法及其在四川省生态环境质量评价中的应用

首次依据动态聚类思想，建立了投影寻踪动态聚类模型。并将方法用于四川省生态环境质量综合评价中。与投影寻踪聚类方法相比，投影寻踪动态聚类方法不但可以作出环境质量的综合评价，而且消除了投影寻踪聚类方法中密度窗宽确定的人为因素，把寻优过程和聚类结果有机结合起来，为生态环境质量综合评价的研究开创了一条新途径。     

投影寻踪回归模型及其在降水预测中的应用

介绍了投影寻踪回归 (PPR)预测建模的基本思想和算法 ,并将投影寻踪混合回归(PPMR)和逐步回归 (SR)应用于降水预测数值试验 ,结果表明 ,PPMR模型的拟合和预测效果均优于SR模型的相应效果。     

土地利用生态安全评价指标的系统聚类分析

生态安全研究是目前中国土地资源可持续利用研究的前沿课题.本文利用系统聚类分析方法,以湖南省14个地州市为样本,从1999年社会经济和土地生态环境压力、土地生态环境质量、土地生态环境保护和整治能力等多方面的运行数据中选取人口密度、城镇化水平、人均耕地、人均GDP、森林覆盖率、水土流失等24个指标,对土地利用生态安全评价指标作了系统聚类和分析.     

基于 C５．０决策树－快速聚类模型的万州区库岸段乡镇滑坡易发性区划

以乡镇为评价单元开展区域滑坡易发性评价对用地规划、防灾减灾等方面具有重要意义.以万州区临江 段的２３个乡镇单元作为研究对象,首先选取地表高程、坡度、坡向、岩性、构造、土地利用类型、地形湿度指数、水 系、道·９个指标因子,通过 C５．０决策树算法计算该区域发生滑坡的概率,再利用快速聚类算法进行易发性结果 分级;基于 ArcGIS平台得到各乡镇单元的滑坡易发性分区,结果表明:C５．０决策树－快速聚类模型的易发性评价 精度最高,AUC值达到０．９５０,优于人工神经网络－快速聚类模型的０．８２６和贝叶斯－快速聚类模型的０．７７２.利 用 C５．０决策树－快速聚类模型的计算结果,综合考虑极高(高)易发区面积大小及其占乡镇面积比大小,完成各 乡镇单元的滑坡易发性区划.在所有２３个乡镇中,滑坡易发性等级高的包括大周镇、万州城区、溪口乡、新田镇 等乡镇.通过对比各乡镇滑坡面积占研究区滑坡总面积的比重,发现两者结论基本一致,预测结果可为全区滑坡 防灾减灾提供科学依据.      

空间聚类有效性评价方法对比与研究

空间聚类是当前地球信息科学与计算机科学领域共同关注的热点问题之一,常用来揭示空间数据分布规律以及发现空间数据异常。空间聚类有效性评价即对空间聚类结果进行定量、客观的评判,对于在实际应用中针对不同数据集选取最优的空间聚类算法以及确定最佳的聚类参数具有重要意义。首先选取并编程实现了数种空间聚类有效性评价方法,包括聚类中心的距离矩阵、距离方差、改进Hubert's统计、Davies-Bouldin、Calinski-Harabasz和基于信息论的空间聚类有效性评价方法等,同时提出了顾及簇间分离度和簇内紧凑度的空间聚类有效性评价方法,并通过试验分析验证了其可行性及有效性。然后在K-Means法对数据集进行聚类的基础上,对比研究了前述聚类有效性评价方法的特性及优缺点。     

全球变化下北方农牧交错地带区域适应能力评价模型研究

以可持续发展理论为指导,依据2006年全球变化人类行为计划(IHDP)第六届开放会议精神,参考前人有关生态环境评价框架和指标组合研究,建立了适合北方农牧交错地带特点的区域适应能力评价模型(PSRRAD),并对模型的构建思想、参数意义和评价指标的具体计算进行了探讨,以期为全球变化区域响应研究提供参考.针对北方农牧交错地带的实际情况,PSRRAD模型将第四纪地质地貌与现代生态环境研究整合,提出第四纪地质脆弱指数概念,在生态环境胁迫分析中,提出衡量农牧交错地带农牧业环境胁迫程度的地农牧业生产量指数的概念,使生态环境先天与后天胁迫因子、自然与人文因子得以客观体现,对生态环境脆弱性研究的时间和空间尺度均有所拓展.     

青海省自然生态状况评价

本文基于地理国情普查数据,结合水利、环境、统计、遥感影像等数据,以青海省乡镇(街道)为基本评价单元进行生态环境状况定量化评价,并在此基础上采用层次分析加权主成分分析(AHP-PCA)模型,以自然-经济-社会区域复合生态系统为框架,以县(市、区)为评价单元对青海省生态环境进行综合评价。评价结果显示青海省生态环境状况整体较好,各年评价结果为优、良的县(市、区)均超过一半,除个别地区外,全省各乡镇(街道)生境质量呈东部优于西部、南部优于北部的特征。     

禁忌搜索优化的投影寻踪及其在水资源评价中的应用

在深入分析区域水资源可持续利用评价系统的基础上，建立了区域水资源可持续利用能力评价指标体系，并将基于禁忌搜索优化的投影寻踪技术（TSPP）应用于水资源可持续利用评价。通过对淮河片区水资源可持续利用能力的初步研究，表明了此模型能完整而系统地反映区域水资源可持续利用能力，并且直观、简便，在各种实际系统评价中具有应用价值。     

融合多特征的轨迹数据自适应聚类方法

轨迹聚类是空间数据挖掘领域的一个研究热点，对城市交通规划、路网结构提取与更新等具有重要意义。轨迹聚类包括轨迹相似性度量和聚类参数设置2个核心问题。然而，由于轨迹的形态结构特征复杂，现有轨迹相似性度量指标存在对噪声敏感或未充分考虑轨迹运动方向一致性的问题，且大多数聚类算法仍需人为设置参数，聚类挖掘结果的质量受到用户主观经验的影响。针对上述问题，本文提出了一种融合多特征的移动轨迹自适应聚类方法。首先，通过融合轨迹的空间邻近性和运动方向特征定义了一种对噪声鲁棒的轨迹相似性度量指标—DSPD距离；在此基础上，通过扩展Ward层次聚类方法提出了一种基于中心轨迹概念的空间层次聚类算法，该算法使用DSPD距离作为相似性度量指标，利用聚类特征曲线自动确定最佳聚类参数。以11组模拟轨迹数据和武汉市真实轨迹数据为例进行实验与分析，结果表明，本文方法在顾及空间邻近性的基础上，可以有效区分不同移动方向的轨迹簇，同时，利用轨迹数据特征自动确定聚类参数，降低了挖掘结果的主观性。     

基于房屋轮廓与纹理的三维建筑模型分层次聚类研究

目前三维建筑模型已广泛应用于城市规划,导航和虚拟地理环境等领域.不同细节的模型是LOD( Level of detail )技术的基础,由于三维模型的生产成本高昂,模型自动化简逐渐引起了学者的关注.三维模型化简包括单模型化简和多模型综合2方面,目前单个模型的化简研究比较多,而模型群组综合的研究仍然处于起步阶段.本文主要研究模型群组的聚类综合,提出一种基于房屋轮廓与纹理的分层次聚类算法:首先,基于房屋的底面轮廓构建约束Delaunay三角网,以道路为基准对三角网进行划分,通过可视分析构建初始的邻接图,使建筑群组分类符合城市形态学;其次,将房屋纹理引入三维模型群聚类的过程,使用SOM( Self-organizing Map )智能分类算法对纹理进行分析,然后分割邻接图;最后,以最邻近距离对邻接图构造最小生成树,并进行线性检测,将离散的建筑合并到已聚类的群组中,最终完成模型的合并.本文利用纹理辅助轮廓特征,实现三维建筑模型的聚类,符合人类的视觉习惯,实验结果证明了本文方法的有效性.     

福建生态环境信息图谱数据库系统设计与实现

本文在福建省生态环境基础信息图谱,各类型单元的归并与属性信息的提炼,定量指标确定的基础上,设计研制了福建生态环境综合信息图谱数据库系统。同时探讨了生态环境综合信息图谱和属性数据双向查询与检索, 以及在不同尺度下显示图谱空间格局与属性数据的关联查询。     

影响流域土壤流失的降水量的PPAR(K)预测模型

介绍了投影寻踪自回归（ＰＰＡＲ（Ｋ））的基本思想及其算法。用ＰＰＡＲ（Ｋ）和均生函数（ＭＧＦ）两种方法对泸州市和北碚市降水量的时间序列进行了建模预测。结果表明ＰＰＡＲ（Ｋ）模型具有较高的稳定性和预测精度。     

基于投影寻踪学习网络算法的植物群落高分遥感分类研究

传统的植物群落调查方法主要是野外样地调查和抽样统计,其对于地形复杂的区域难以做到对数据的全面调查;将遥感技术应用于植物群落调查,可实现数据的全面获取,以及对植物群落的快速分类。在深圳市植物群落野外样地调查的基础上,本文应用高分辨率Pléiades影像,结合光谱、地形及纹理信息,采用投影寻踪学习网络的方法,实现了深圳市东部地区植物分类。在实验中,选取人工林和次生林中典型群落样本,将投影寻踪与学习网络算法结合应用于植被分类,通过分类结果与经典监督分类方法比较表明,该算法应用于植物群落分类是可行的;并且该算法分类精度高,更新速度快,能满足深圳市重点项目基本生态控制线专项调查的要求。     

APPLYING PPE MODEL BASED ON RAGA TO CLASSIFY AND EVALUATE SOIL GRADE

The research of soil classification and soil grade evaluation is often based on fuzzy theory .So ,the tradition-al method has an inevitable problem about weight matrix which given by some experts ,and the final result can be influ-enced by artificial factors.The essentials of fuzzy synthetically judge is to handle the data of high dimension.That is to reducing the dimension number.The weight matrix in fuzzy theory is corresponding to low dimension projection value of each index.But we canˊt define whether the weight matrix given by experts is the best projection value or not.So,the authors apply a new technique of falling dimension named projection pursuit to soil study,through using the improved re-al coding based accelerating genetic algorithm to optimize the projection direction.Thus,it can transfer multi-dimension data into one dimension data,through searching for the optimum projection direction to realize the soil classification and its grade evaluation.The method can avoid the artificial disturbance,and acquire preferably effect.Thus,the paper pro-vides a new method to the research of soil classification and grade evaluation.     

基于长时间序列遥感数据的阿伯德尔国家公园 生态环境质量评价

阿伯德尔国家公园位于号称肯尼亚“水塔”的阿伯德尔山脉上,是肯尼亚重要的旅游景区和珍稀动植物保护区,开展该地生态环境质量评价对肯尼亚水资源保护与可持续发展具有重要的意义。本研究基于1987-2018年的Landsat系列遥感数据,通过计算综合遥感生态指数RSEI,结合趋势线分析法对阿伯德尔国家公园近32年间生态环境质量变化进行客观定量分析。研究结果显示：① 1987-2018年研究区RSEI均值从0.62下降到0.51,生态环境质量退化的区域面积为551.52 km ²,占总面积的71.85%,表明在气候变化和人类活动影响下,1987-2018年研究区的环境状况呈恶化趋势;②环境质量显著恶化的区域主要分布于亚高山植被区和东部低海拔森林覆盖区,亚高山地区植被生态系统结构单一,稳定性差,对气候变化和人类活动更为敏感;而东部区域存在过度开发,非法砍伐森林等现象,且旅游开发强度大,环境恶化与人类活动密切相关。     

Dynamic Assessment on Regional Eco-environmental Quality Using AHP-Statistics Model—-A Case Study of Chaohu Lake Basin

An indicator system closely connected with eco-environment, in which indicator involves in such fields as society, economy, resources, environment and ecology, is first proposed for eco-environmental quality assessment. Then, a hierarchical model with four levels is established by virtue of these indicators and attributes. In the model, weights of indicators and attributes are determined by combining Delphi method with the Analytic Hierarchy Process (AHP) and a statistic method is used to eliminate the influences arising from the differences in dimension and magnitude of indicators. On these grounds, an AHP-statistics model is provided for regional eco-environmental quality assessment. As a case, such AHP-statistics model is utilized in the dynamic analysis of regional eco-environmental assessment in Chaohu Lake basin. Study results show that natural environmental quality in the watershed was in the declining state while social environmental quality was in a markedly improved situation from 1996, and the synthetic eco-environmental quality was gradually and slowly improved under the common influences of both natural and social environmental factors. Example of application testified the capacities of above methodology to evaluate the real and dynamic state of regional eco-environmental quality.     

A theoretical analysis of interactive coercing effects between urbanization and eco-environment

Objectively, a complex interactive coercing relationship exists between urbanization and eco-environment, and the research of this relationship is primarily divided into three schools, i.e., interactive coercion theory, interactive promotion theory and coupling symbiosis theory. Harmonizing the relationship between urbanization and eco-environment is not only an important proposition for the national development plan but also the only way to promote healthy urbanization. Based on an analysis of urbanization process and its relationship with the eco-environment, this article analyzes interactive coercing effects between urbanization and eco-environment from three perspectives of population urbanization, economic urbanization and spatial urbanization, respectively, and analyzes risk effects of the interactive coercion. Further, it shows six basic laws followed by interactive coercion between urbanization and eco-environment, namely, coupling fission law, dynamic hierarchy law, stochastic fluctuation law, non-linear synergetic law, threshold value law and forewarning law, and divides the interactive coercing process into five stages, namely, low-level coordinate, antagonistic, break-in, ameliorative and high-grade coordinate. Based on the geometric derivation, the interactive coercing relationship between urbanization and eco-environment is judged to be non-linear and it can be explained by a double-exponential function formed by the combination of power and exponential functions. Then, the evolutionary types of the interactive coercing relationship are divided into nine ones: rudimentary coordinating, ecology-dominated, synchronal coordinating, urbanization lagging, stepwise break-in, exorbitant urbanization, fragile ecology, rudimentary break-in and unsustainable types. Finally, based on an interactive coercion model, the degree of interactive coercion can be examined, and then, an evolutionary cycle can be divided into four phases, namely rudimentary symbiosis, harmonious development, utmost increasing and spiral type rising. The study results offer a scientific decision-making of healthy urbanization for achieving the goal of eco-environment protection and promoting urbanization.     

农牧交错区生态环境监测与动态变化分析——以神府东胜地区为例

本研究选择典型的农牧交错区--神府东胜地区为研究样本,综合运用景观生态学理论、生态系统服务功能理论、可持续发展理论、遥感和地理信息系统技术,以多期遥感图像数据为信息源,结合调查统计数据,进行生态遥感分析,编制了土地沙漠化、水土流失、植被覆盖度系列生态专题图。通过建立系统空间分析模型,实现研究区二十余年生态动态变化定量分析,以量化和可视化的形式系统地研究神府地区生态现状及其变化特征规律,阐述生态环境变化的原因,提出能源开发与环境保护协调发展的对策。