基于EOF和GWR模型的中原经济区经济增长的时空分析

结合中原经济区“三化”协调发展的国家战略,基于自然正交函数（EOF）分析中原经济区经济增长的时空特征,借助地理加权回归（GWR）揭示其驱动力。EOF第一模态分析表明：中原经济区经济增长的空间分布沿京广线的东西两侧反相分布,京广线以西增长快于京广线以东;时间系数表现出明显的年际特征,且东、西两部分有近10 年的循环周期。第二模态反映局部区域经济增长的年际异常,其呈西南、东北反相空间分布;时间系数年际波动明显。GWR分析发现：驱动力的作用在空间上存在差异。农民人均纯收入对中原经济区经济增长的影响最大,呈正相关关系。资源禀赋是第二大影响因素,也呈正相关关系。经济区位是第三大影响因素,其他因素依次是第二产业、城市化和农业机械总动力。影响中原经济区经济增长的因素有明显的经度地带性规律。因此,制定区域发展政策时,要考虑不同行政区的特殊性。     

基于PSInSAR技术和云模型的地面沉降稳定性分析

利用永久散射体干涉测量(PSInSAR)技术获取北京市地铁一号线传媒大学-八里桥站的沉降速率及演化特征,并采用云模型实现了地面沉降定量信息与定性概念的自然转换,以此评价地面沉降的不均匀性和稳定性,得到以下结论:1)地面沉降在地铁线南北两侧存在较大的不均匀性,且沿地铁线的地面沉降也具有较大的不一致性。整个实验区的沉降速率在0.67~60.91mm/a之间;2)对2010-2012年研究区PS点沉降量的数字特征(Ex,En,He)进行分析表明,三年沉降量、平均沉降水平均较低;沉降量值离散程度较小但在空间分布上仍呈现一定不均匀性;该研究区沉降虽整体处于稳定状态,但稳定性在减弱,沉降有增大的趋势。     

基于GWR模型的中国水资源绿色效率驱动机理

遵循“以人文本”的绿色发展理念,综合考虑水资源利用的经济、社会及环境效益,运用地理加权回归模型,综合选取自然、社会经济、环境、科技四大因素共19个指标,测度2000—2016年中国水资源绿色效率,并对其驱动机理进行探究。结果表明：中国水资源绿色效率存在着显著的空间正相关性和空间分布不均衡性;各因素对水资源绿色效率的影响存在着空间差异,且随着时间而变化;总体来看,产业结构、工农业发展水平、交通基础设施建设、环保投入和科技转化率等因素对中国水资源绿色效率的提高具有显著影响,人均水资源量、人口规模和污染物排放等因素的增加则限制了水资源绿色效率的提高;就其空间差异而言,水资源禀赋、人口规模等因素对西部地区水资源绿色效率的促进作用大于东部,而产业结构、用水结构、交通基础设施建设等因素对水资源绿色效率的影响程度东部大于西部。研究结果对于解决中国水资源短缺问题,因地制宜地制定适合各地区发展的水资源政策,具有重要的实际意义。     

天津地区地面沉降及其对地理环境的影响

本文应用现代精密水准资料，结合地质、地震资料对天津及邻近地区地面沉降的发展、演化状况进行了深入研究，从动态观点初步探讨了由于地面沉降所造成的地理环境条件恶化和灾害问题。     

基于GWR模型的陕西秦巴山区TRMM降水数据降尺度研究

应用TRMM降水数据,进行国内典型区域降尺度相关研究,可弥补应用气象站点数据研究带来的局限。以陕西秦巴山区为研究区,基于TRMM降水数据和NDVI数据,应用GWR模型和比例指数,获得GWR年、月降尺度数据并进行检验,最后分析地形对降尺度结果的影响。结果表明：获得的1 km分辨率的GWR降尺度降水数据,具有较强的细节表现能力;降尺度数据与实测降水数据年尺度上相关系数为0.88,月为0.93,相关性较好;与TRMM原始数据对比,降尺度结果降水值略小,整体低估降水;区内秦岭山地GWR降尺度结果精度变化幅度最小,相似地形条件下,海拔越高,GWR降尺度结果表现越好;采用GWR模型进行秦巴山区TRMM降水数据的降尺度研究,具有较强的适用性。     

基于GWR模型的城市住宅地价的时空演变研究——以江苏省为例

江苏省地价总体变化特征分析的基础上,构建城市住宅地价的GWR模型,对1997、2005和2008年3个时间点的江苏省城市住宅地价影响因素的空间变异特征进行了探究,揭示了各因素因子对住宅地价的影响程度和区域差异,丰富和发展了城市地价影响因素时空变化规律的理论研究。研究结果表明:①距中心城市距离对住宅地价的影响呈负相关,3年回归系数绝对值的平均值逐渐增大且高值分布区域逐渐扩大;②GDP与住宅地价呈正相关,GDP对住宅地价影响最大地区逐渐北移,且高值区域逐渐减小;③城镇化率与住宅地价呈正相关,从空间看,沿江地区是苏南、苏中两大经济板块的纽带,对住宅地价影响变大,从时间看,城镇化率对住宅地价的影响逐步减小;④对外交通状况对住宅地价贡献为正,南部地区回归系数较高,向北系数逐渐减小,从时间角度看,其影响程度逐步增大;⑤从业人口数量对住宅地价的贡献为正,南部地区回归系数较高,向北回归系数绝对值逐渐减小,从业人口数量对苏南影响比苏北大;⑥房地产投资总额北部地区回归系数较高,向南系数逐渐减小,苏北房地产投资总额对住宅地价影响高于苏南地区。     

地面沉降对上海黄浦江防汛工程的影响分析

地面沉降导致上海地面高程损失,并降低防汛工程设防能力。1921~2007年地面平均沉降1.973 m,最大沉降3.035 m,市区普遍低于江河高潮位。地面沉降在中心城区外滩黄浦江防汛墙四次加高改建中分别占增高幅度的98.0%,62.6%,30.1%,7.8%,目前防汛墙仍受到地面沉降的持续影响,1994~2006年区域地面沉降占防汛墙总体沉降量的71.9%。地面沉降的长期危害是影响上海城市防汛安全的重要因素,加强地面沉降监测与防治是上海城市灾害防御的重要内容。     

GWR模型在土壤重金属高光谱预测中的应用

目前土壤重金属高光谱反演模型大多忽视了重金属与光谱变量间相关关系的空间异质性,这与实际情况不相吻合,而地理权重回归（GWR）模型能有效地揭示变量间关系的空间异质性。本文以福州市土壤重金属Cd、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni为对象,构建土壤重金属预测的GWR高光谱模型,并将预测结果与普通最小二乘法回归（OLS）结果进行比较分析,探讨GWR模型在土壤重金属高光谱预测中的适用性及局限性。结果表明：① GWR模型在土壤重金属高光谱预测中适用与否取决于重金属对光谱变量影响的空间异质性程度：对于Cr、Cu、Zn、Pb等对光谱变量影响空间异质性大的元素,其GWR预测精度较OLS提高明显,表现为GWR模型的调节R²较OLS模型有了明显提高,分别为OLS模型的2.69倍、2.01倍、1.87倍和1.53倍;而AIC值以及残差平方和较OLS模型却明显降低,AIC值减少量均大于3个单位,残差平方和则仅分别为OLS模型的25.33%、30.09%、47.22%和86.84%;对于Cd和Ni等对光谱变量影响空间异质性小的元素,相较于OLS模型,GWR模型的调节R²分别提高了0.015和0.007,残差平方和分别减少了5.97%和4.18%,但AIC值却分别增加了2.737和2.762,GWR预测效果改善不明显;② 光谱变换可以有效增强土壤重金属的光谱特征,其中以光谱的倒数变换效果最好,而且该变换及其微分形式可以很好地提高模型的预测效果;③ GWR模型的应用前提是变量间关系的空间非平稳性,适合在与土壤光谱变量间关系具有显著空间异质性的重金属高光谱预测中推广。     

基于InSAR技术北京地区地面沉降监测与风险分析

以北京市典型地面沉降区为研究区,采用永久散射体技术--StamPS算法,利用覆盖北京地区的16幅ASAR图像进行永久散射体干涉处理,获得该区地面沉降监测信息,初步揭示了研究区地面沉降的空间分布特征.在此基础上,结合GIS空间分析方法,对地面沉降的风险范围、风险程度等进行综合分析,表明北京地区的地面沉降防治刻不容缓.     

Modeling the Influence of Groundwater Exploitation on Land Subsidence Susceptibility Using Machine Learning Algorithms

Natural Resources Research - Groundwater over-exploitation in arid and semiarid environments has led to many land subsidence cases. Immense economic losses incurred from land subsidence occurrences...     

Detecting Land Subsidence Due to Groundwater Withdrawal in Aliabad Plain,Iran, Using ESA Sentinel-1 Satellite Data

Natural Resources Research - In the present study, ground subsidence in the Aliabad plain (central Iran) was investigated using differential synthetic aperture radar interferometry. The data used...     

基于盲数理论的地下水允许开采量计算初探

基于地下水系统所具有的多种不确定性特征,运用盲数理论,定义了水文地质参量盲数等基本概念,在此基础上,尝试性地提出了盲信息下地下水资源允许开采量计算模型。由此模型不仅可以求得地下水补给量(或允许开采量)的各种可能取值区间,也能得到各灰区间对应的主观可信度,从而为地下水资源管理决策提供了更为科学、丰富的信息,也为地下水开采的风险分析提供了依据。实例研究表明,运用盲数理论进行地下水允许开采量计算,所得结果较传统水文地质学方法计算结果更加符合实际情况。     

基于判别空间条件熵加权的土地覆盖分类方法研究

针对遥感专题类别信息的机理问题,从土地覆盖参考数据的偏差程度对分类精度的影响角度,提出了一种基于判别空间条件熵加权的土地覆盖分类方法。引入判别空间模型概念,基于此模型生成土地覆盖数据类别,并分析了土地覆盖信息类别与数据类别的语义偏差出现的深层次原因;计算信息类别与数据类别的对应关系矩阵,据此得到二者的条件熵,实现对土地覆盖信息类别与数据类别的语义偏差的量化;根据信息类别与数据类别的条件熵计算修正判别变量的权重因子,实现基于判别空间条件熵加权的土地覆盖分类。采用一景SPOT-5影像进行分类实验,并利用同一地区的Landsat 5TM影像进行方法验证。实验表明,条件熵加权修正方法使土地覆盖分类精度有了显著提高,并对不同分辨率的遥感影像具有适用性。     

基于ArcGIS地面沉降三维可视化显示与分析——以陕西省关中地区为例

为了预防和治理地面沉降,在对地面沉降机理进行分析的基础上,以ArcGIS为研究平台,不仅对地面沉降进行了平面显示,而且对其进行了三维可视化模拟,为沉降监测提供了一种更好的分析方法.以陕西关中地区为例,结合三维模拟结果,研究地面沉降的变化情况,找出了沉降点的区域沉降量及特征点沉降量的变化,进而分析沉降变化的原因,给出防治地面沉降的一些措施.     

中国城市创新能力及其影响因素的空间分异——基于GWR模型的实证

基于城市发明专利授权数,利用克里金插值法、空间自相关方法分析了中国城市创新能力的空间分异特征;并运用地理加权回归（GWR）模型探讨了289个地级及以上城市创新能力影响因素的空间异质性,揭示主导因素的空间分异。结果表明：1）中国城市创新能力呈现由东南向西部递减的趋势,创新能力最强的城市主要集中在东南部沿海地区,而以西藏各市及青海、新疆部分城市为主的西部城市创新能力最弱,空间集聚性显著;创新能力高-高集聚的地区为京津冀、长三角、珠三角地区,低-低集聚的地区为西部及东北地区。2）影响因素方面,各自变量的显著性水平较好,显著区域占比由大到小依次为财政投入、人才要素、经济基础、经济外向度、金融环境、信息化水平,除财政投入对城市创新能力具有显著的正相关性之外,其他因素皆同时存在正负相关效应;各自变量指标回归系数区间范围较大,具有明显的空间分异特征。3）主导因素方面,东南部城市创新能力受经济基础影响较大,而东北以及西部城市受金融环境影响较大。中国城市创新能力影响因素存在空间分异,政府及相关部门在制定创新政策时需要考虑不同城市的特点,采取针对性措施,促进中国城市创新健康协调发展。     

地面沉降对天津滨海地区风暴潮灾危险性影响评价

通过定性分析天津滨海地区风暴潮灾和地面沉降两种灾害,得出地面沉降对风暴潮灾有明显的扩大效应。在此基础上,对1966-2005年海河闸验潮站的年极值潮水位及验潮站地面沉降速率进行定量分析和空间叠加,完成天津滨海地区风暴潮位与地面沉降关系谱图。以沿海防潮堤坝为研究对象,对比可知同等潮水位情况下,考虑地面沉降后,沿海地区风暴潮漫堤高度上升,风暴潮灾加重趋势明显。     

基于地理加权回归的漫湾库区景观破碎化及影响因子分析

应用地理加权回归模型分析漫湾库区景观破碎化指数——有效筛网大小与相关因子之间的空间关系。选取的解释变量分别是距道路的距离、距乡村的距离、距河流的距离、坡度。结果表明：大坝修建后4种解释变量与有效筛网大小呈现较显著的正相关性。与线性回归模型相比,地理加权回归模型的拟合效果显著提高。1974~1988年,有效筛网大小对各影响因子最敏感的区域面积呈现显著的时空变化这为确定水电站建设及其他因素对景观破碎化影响的大小,并进一步改善库区景观破碎化的现状提供了依据。     

基于Logistic回归模型的北京市水库湿地演变驱动力分析

水库湿地作为北京市面积最大的人工湿地,是北京市重要的生态基础设施。从自然环境和社会经济因素两个方面,构建北京市水库湿地演变的驱动因子指标体系,其中自然驱动因子包括年均降水量、气温、入境水量和地下水埋深;社会经济驱动因子包括常住人口数、城市化率和人均GDP。应用长时间序列(1984-2010 年) 的TM遥感影像,提取北京市近30 年来水库湿地的空间分布信息,根据湿地面积增长和消退的演变规律,利用Logistic 回归模型定量分析不同时间段下水库湿地演变的驱动机制。结果表明:不同时期内水库湿地变化的驱动因子及其影响力存在一定的差异。在1984-1998 年间,北京市水库湿地增长变化的主导驱动因子是年均降水量和入境水量,Logistic 回归的贡献率分别为5.778 和3.504,主要受自然环境因素的影响;在1998-2004 年期间,水库湿地急剧减少的驱动因子主要为常住人口、地下水埋深和城市化率,影响贡献率分别为9.41、9.18 和7.77,人为活动的影响开始加剧;在2004-2010 年间,影响水库湿地发生变化的主导因子是城市化率和年均降水量,贡献率分别为6.62 和4.22,受自然和社会经济因素的交叉影响。