基于空间PCA的兰州市热环境人文驱动因素分析

在城市化过程中,人类社会、经济活动的加剧使城市地表热力景观呈现出高度的空间异质性。目前对城市热环境形成、演变的驱动机制、热岛效应与地表覆被变化的定量关系研究大多还是从对某些影响因子的测定入手,缺乏对区域热环境系统全面、综合的评价与分析。利用多源空间数据,以干旱区河谷型城市兰州为研究对象,在探讨热环境的空间格局基础上,运用空间主成分分析方法替代传统的多准则判断方法,分析了人类活动对城市热环境的影响特征。结果表明:兰州市人类活动对热环境的影响因子可以归纳为4种相对独立的基本要素,即景观格局、工业布局、城市建筑以及地表覆盖。影响兰州市中心城区热环境的最核心要素是景观格局,四个因子的线性模型较好地模拟了热环境的空间变化,定量揭示了兰州中心城区人类活动对热环境的影响机制。     

长江上游小流域土壤侵蚀动态模拟与分析

以长江上游甘肃省尚沟流域为研究区,在遥感影像和GIS空间分析技术支撑下,根据USLE因子算法生成各因子栅格图,借助地图代数运算,估算了尚沟流域1998年和2004年的土壤侵蚀量,并对2004年土壤侵蚀与其环境背景因子进行叠加和空间统计分析。在此基础上,构建了与GIS软件平台集成的地理元胞自动机,模拟了该流域2004年、2010年和2020年土壤侵蚀空间演化情形。结果表明:研究区平均侵蚀量从1998年的6598.1t/km2下降到2004年的5923.3t/km2,侵蚀面积净减少172.3hm2,输沙量减少9.15×104t;1300～1400m的海拔高程带、25～35°坡度带、南坡和旱耕地是发生水土流失的主要区域;经模拟,2010年总侵蚀面积为93.49km2,侵蚀总量73.15×104t,侵蚀模数为5126t/km2,土壤侵蚀状况总体上将有所减缓。     

中国县域农村贫困的空间模拟分析

以中国县级行政区划为研究单元,从自然和社会经济因素中选取贫困的影响因子,建立评价指标体系,利用GIS空间分析和 BP人工神经网络,模拟各县域的自然致贫指数和社会经济消贫指数,并在分析贫困内在形成原因的基础上,明晰了空间贫困的分布特征。结果显示：自然因素是现阶段中国县域主要的致贫原因,全国县域自然致贫指数的分布呈现出明显随纬度和经度地带性分布的规律,自北而南、自西而东逐次呈带状排列分布。社会经济因素对贫困起到一定的缓解作用,全国县域社会经济消贫指数的空间分布较为破碎,各省区内部县域社会经济消贫指数的变异系数均大大高于自然致贫指数的变异系数。全国贫困压力指数以“黑河-百色”一线为界,东中西差异显著,呈现“大分散、小聚集”的空间分布格局。本文识别的贫困县与国家确定的重点扶贫县在空间上具有较高的重合性。     

塔里木河干流区土地利用/覆被变化及其生态环境效应

在GIS和遥感技术支持下,利用1973年MSS遥感影像、1983年航空遥感土地利用图、1990年TM、2000年TM和2005年CBERS遥感影像对新疆塔里木河干流区土地利用/覆被变化过程和生态环境效应进行了分析。结果表明,1973~2005年塔里木河干流区土地利用/覆被发生了显著变化,耕地、未利用地和城乡居民及建设用地面积分别增加了25.72×104hm2、17.33×104hm2和0.51×104hm2,林地、草地和湿地面积分别减少了29.10×104hm2、8.63×104hm2和5.84×104hm2。在1973~1983年、1983~1990年、1990~2000年、2000~2005年4个时段中土地利用变化呈"显著变化—缓慢变化—显著变化—急剧变化"的过程。土地利用类型转移的主要方向是林地和草地转化为耕地、耕地转化为城乡居民及建设用地、草地转化为未利用地。土地利用/覆被的变化引起了干流区水环境恶化、土壤质量改变、天然植被严重退化、土地荒漠化和盐渍化加剧、湿地面积减少和生物多样性丧失等一系列生态环境问题。     

兰西城市群热环境格局多尺度研究

从不同空间尺度研究城市热环境的变化格局,可为城市人居环境建设提供科学参考。采用MODIS和Landsat TM/OLI/TIRS遥感影像反演地表温度(land surface temperature,LST),分别从宏观和微观尺度探索了兰西城市群热场的空间格局特征,分析了城市热岛效应在昼夜、季节和年份等不同时间尺度上的分布格局及变化特征。研究结果表明,大尺度下兰西城市群未存在明显的城市热岛效应,但中心城区内热岛效应的空间格局发生了较大变化,热场的空间格局及演变与城市空间扩展布局相一致;兰州中心城区热岛比例指数呈现先增加后减小的变化趋势,西宁—海东中心城区热岛比例指数则呈现持续增长的态势;河谷地段的LST低于周围黄土丘陵,主要受植被覆盖、太阳辐射时间和接收量的影响;LST与归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)呈负相关关系,与归一化差值建筑用地指数(normalized difference building index,NDBI)呈正相关关系。     

中国地级及以上城市房价收入比的时空分异

利用位序-规模分析法、ESDA-GIS、空间变异函数、重心迁移与趋势面分析等方法,对2004和2014年全国343个地级及以上城市房价收入比的空间分异格局、总体趋势、空间异质性和自相关性进行研究。结果表明：中国地级单元房价收入比空间分异显著,2004年呈现东部>西部>中部、北方>中部>南方的趋势,2014年则呈现自北向南、自西向东依次递增的态势。10 a间,房价收入比的重心向正南方向迁移;地级单元的房价收入比整体呈扩大趋势;从一线城市到五线城市,房价收入比整体表现出下降的态势。房价收入比的自相关性在不断增加,冷点区大幅扩张而热点区大幅收缩。城市化率和人均可支配收入对城市房价收入比具有较大的正面影响。     

基于LP-MCDM-CA模型的土地利用结构优化研究——以天水市为例

土地利用类型数量在地域空间上的优化配置是实现土地可持续利用,提高土地聚集效应和保持土地生态系统平衡的重要途径.针对当前土地利用优化配置模型存在的不足,构建了基于多目标线性规划与元胞自动机的土地利用优化配置模型(MCDM-CA),在定义邻域规则、转换规则和土地适宜性评价的基础上,开展了基于经济效益、生态效益最大化的土地利用空间配置,实现了土地资源数量结构优化与空间布局优化的统一;并运用该模型对天水市土地利用结构优化进行了实证研究.研究表明,该模型兼顾到区域宏观水平上的土地利用数量结构与局部尺度上的土地利用适宜性,能够较好地同时模拟不同土地利用类型以及不同人类决策情景下的土地利用效果.本研究可为解决土地利用规划中的资源优化配置关键问题提供新的技术方法.     

中国地级及以上城市紧凑度的综合测度及其空间关联分析

从经济紧凑度、 土地利用紧凑度、 人口紧凑度和基础设施紧凑度等方面, 构建城市紧凑度的综合测度模型. 运用主成分分析法, 对2009年中国287个地级及以上城市紧凑度及其空间溢出效应进行综合测度. 结果表明: 紧凑度大致以"塔河-凭祥"一线为界, 以东区域的城市紧凑度水平较高, 以西的地区城市紧凑度水平低. 紧凑度Moran's I高值区连片集中在珠三角和长三角两个区域, 中心城市紧凑度的带动性和辐射性较强. 紧凑度呈现明显的热点-次热点-次冷点-冷点自东向西带状分布的格局. 经济发展、 土地利用结构和人口密度是目前中国地级以上城市紧凑度的重要决定因素, 城市土地利用因子表现相对较均衡, 而经济发展和人口密度两个主因子则表现出较强的不均衡性.     

基于土地利用空间格局的兰州市景观稳定性

利用兰州市2000年和2010年两期土地利用数据,从景观结构、景观类型及景观异质性3个方面分析了研究区景观格局特征。借助主成分分析及景观格局指标对保持景观格局稳定性影响能力构建了景观格局稳定性模型,并对研究区景观格局稳定性进行了评价。结果表明:(1)近10年来兰州市景观格局发生了明显变化,主要景观类型间的转换较为频繁,且表现为明显的单向转换特征。(2)整体景观格局稳定性呈现降低趋势;各县区景观格局稳定性存在差异,榆中县永登县和皋兰县稳定性变化不大,稳定性较高的为红古区,其次是西固区、安宁区,稳定性最差的为七里河区和城关区。(3)稳定性较高的景观类型为水域及草地,稳定性较差的景观类型为建设用地。兰州市应着力提升用地潜力,提高土地集约利用程度,合理规划建设用地,保护具有生态服务功能的水域及草地等。