1776~1953年中国传统农区人口的格网化重建

本研究利用现代人口和环境因子数据,通过地理探测器分析辨识了人口分布的显著影响因子,进而构建了基于随机森林回归算法的人口空间分布模型,最后以史学界考订的历史人口数据为基础,重建了1776~1953年6个时间断面中国传统农区10km×10km分辨率的人口空间分布,并分析了人口分布的时空变化特征.研究发现:(1)显著影响中国传统农区县域之间人口密度差异的主要环境因子包括海拔、坡度、地势起伏度、距地区(州、府)级城市与省会城市的远近、距河流远近及气候湿润指数.(2)利用2000年传统农区1934个县级人口及上述环境因子数据,基于随机森林回归算法构建的人口空间分布模型的方差解释量(R²)为0.81,88.4%的县(区)的模型预测误差小于50%.(3)1776~1953年研究区人口总体呈增加趋势,1851年之前主要表现为长三角地区人口持续增长,该地区500人/km²以上的网格数由292增至683个;1851~1953年则以多地区人口普遍增加为主要特征,华北平原500人/km²以上的网格数由36增至88个,珠江三角洲地区由4增至35个.各时期人口分布的空间聚集特征不一,其成因涉及经济重心转移、传统观念、战乱、灾荒、移民政策等多方面.(4)本文重建与HYDE数据集在数据源、环境因子遴选和建模方法上均有所不同,与本文重建结果相比,1776~1851年HYDE的人口总体上东部偏少,西部偏多,1851年后城镇偏多,乡村偏少.     

中国湖泊的数量、面积与空间分布

以11004景/幅CBERSCCD和LandsatTM/ETM卫星遥感影像数据为基础,参照GoogleEarth影像及其他文献资料,在6843幅1：10万和1：5万地形图（DRG）、1：25万地形图部分图层数据（DLG）的支持下,制定了湖泊边界判译原则,经过遥感判译、野外考察、室内校正、专家咨询、数据校正和成果确定等技术环节,确定全国目前共有1.0km2以上的自然湖泊2693个,分布在28个省（自治区、直辖市）,总面积81414.6km2,约占全国国土面积的0.9%.近30年来,全国新生和新发现面积大于1.0km2的湖泊分别共有60个和131个,原面积大于1.0km2的湖泊消失243个.     

地震重点监视防御区县级行政单元地震危险性的差异统计及其分类管理的建议

本文利用GIS技术,将全国地震重点监视防御区(重防区)县级行政单元边界分别与中华人民共和国地震动峰值加速度图和中国及邻区地震区带和潜在震源区划分图叠加,对各县分别计算了如下4个地震危险性指标:(1)县境内最高地震动峰值加速度等级;(2)县境内面积比例最大的地震动峰值加速度等级;(3)县境内最高潜在震源区震级上限等级;(4)县境内面积比例最大的潜在震源区震级上限等级.通过分类统计全国重防区县级行政单元的地震危险性分布,得到的结论是:虽然同为重防区但各地的地震危险性相差巨大.据此,建议根据地震危险性的不同在重防区采取如下措施:第一,不论是何种类型的重防区,均应按中国地震动参数区划图对新建工程做抗震设防,对已有建筑做抗震加固;第二,位于高地震危险性的区域,特别是位于具7级以上潜在地震危险的重防区,要加强与防灾有关的应急准备、城市规划、地震监测预报、地震应急响应等专门措施.     

基于长时间序列(1975—2020年)生态耗水的岱海动态生态需水分析

生态需水是湖泊生态系统的重要指标,维持着湖泊生态系统的良性循环.以内蒙古中部半干旱湖泊岱海为研究对象,对湖泊动态生态需水进行分析.本研究在遥感和气象数据的基础上,获得1975-2020年长时间序列高精度水文要素数据,分析岱海水文要素时空演变规律;通过天然生态水深分析法、水深经验频率分析法和湖泊形态分析法分析岱海的水深随面积变化的关键水深;构建基于生态耗水规律的湖泊生态需水模型,计算自然状态下岱海生态需水动态变化范围.研究结果如下:岱海地区6-9月为丰水期,10月至次年5月为枯水期;45 a以来岱海水面面积呈显著下降趋势,近年来下降速率减缓;枯水期岱海适宜生态水深为8.72~9.92 m,丰水期为9.40~10.69 m,适宜生态需水量为5.62亿~7.71亿m³,适宜湖面面积为70.92~84.77 km².本文构建了长时间序列气候水文数据库,确定岱海动态生态需水范围可以实现对湖泊生态健康的实时监测,为相关规划与管理提供科学依据及可操作性指导,从而为岱海湖泊治理提供理论参考.     

巴丹吉林沙漠湖泊季节变化的遥感监测

利用2001年12月28日、2002年3月18日、7月24日、9月26日、12月15日五期ETM+遥感影像,提取了巴丹吉林沙漠湖泊年内季节变化信息,并分析了湖泊季节变化的统计特征与空间分布特征.结果显示,巴丹吉林沙漠湖泊总面积和数量随季节更替呈现出明显的统计特征与空间分布特征.湖泊总面积和数量在当年春、夏、秋、冬季均依...     

基于TM影像的上海地区人口密度数字模拟

人口主要分布在居住区内, 而以人工建筑物为主要特征的居住区正是人类生命财产受地震灾害威胁最大的区域, 所以人口在居住区内的空间分布模拟对震害调查与评估具有独特的作用。 该文利用上海地区TM影像提取出居住区影像, 然后对其进行1 km的格网重采样, 并统计每个格网内的居住面积; 同时根据城镇人口距离衰减加幂指数模型生成人口分布影响参数, 最后生成人口密度图。 结果表明, 上海地区农村区域的人口密度小于5000人/ km², 城镇区域人口密度大于5000人/km², 上海中心区人口密度呈现从1023人/km²到49159人/km²的非均匀分布状态。     

巢湖藻类高斯垂向分布结构参数的遥感估算

藻类垂向分布异质性导致了遥感反演的湖泊表层叶绿素a浓度结果与单元水柱内藻类生物量间不存在一一对应的关系,因此有效确定藻类垂向分布结构是遥感反演湖泊藻类生物量的基础.受自身因素和外环境条件的影响,藻类垂向分布结构呈现出多种类型,其中高斯类型应用最广.本文基于3200组HydroLight模拟的高斯垂向数据构建BP神经网络,实现用MODIS数据相对应的3个波段的遥感反射比R_(rs)(469)、R_(rs)(555)、R_(rs)(645)和表层叶绿素a浓度共同估算高斯垂向分布结构参数h和σ.经巢湖地面实测数据验证显示,h和σ的估算值与实测值的相关系数分别为0.97和0.95,对应的相对误差分别为13.20%和12.36%,两者相对误差同时小于30%的占总数据量的87.5%,表明该BP神经网络估算巢湖藻类高斯垂向分布结构的有效性和准确性,为基于卫星遥感数据获取湖泊藻类生物量提供了重要的理论基础.     

城市湖泊时空演变的遥感分析——以武汉市为例

在GIS技术支持下,以多时相Landsat TM/ETM 遥感影像为数据源,利用NDWI指数提取武汉市1991年、1995年、2000年、2002年的湖泊水域面积信息,引入湖泊萎缩强度等测度指标,从时空两方面对主城区湖泊水域变化和26个主要湖泊的发展演化特征进行了系统地分析.结果表明,从1991年到2002年,武汉市主城区湖泊水域面积急剧减少,达38.67km2;主要湖泊水域的面积变化具有时空分异特征,湖泊萎缩变化与湖泊所处地区的城市建设水平、道路交通规划、政策导向等因素密切相关.分析认为,城市湖泊转变为公园后,萎缩现象得到明显遏制,通过立法加强湖泊保护力度并尽早制定城市湖泊的规划管理措施,是保护武汉幸存湖泊的有力手段.     

武汉市湖泊景观动态遥感分析(1973-2013年)

城市湖泊是城市湿地的重要组成部分,其演变受到人类活动的严重干扰,也影响城市的可持续发展.利用19732013年40年间Landsat MSS(3景)、Landsat 5 TM(5景)和Landsat 8(1景)共9景遥感影像,从景观角度分析武汉市主要湖泊的变化.首先借助遥感和地理信息系统技术提取湖泊信息,然后通过主成分分析法选取平均斑块面积(MPS)、斑块面积标准差(PSSD)、边界密度(ED)和斑块平均分维数(MPDF)4个景观指数用于湖泊景观分析.结果表明,武汉市湖泊变化经历了4大阶段:(1)1970s,由于"围湖造田"政策的推行,湖泊总面积、MPS和PSSD急剧减小,湖泊斑块数量(尤其是小型湖泊)急剧增加,大湖破碎、小湖增加;(2)1980s,推行"退田还湖"政策,湖泊总面积有较大回升,但小型湖泊消亡现象较为严重;(3)1990s,由于经济发展和人口增长等原因,湖泊水面面积仍缓慢波动减小;(4)21世纪后,湖泊斑块数量持续缓慢增加,但湖泊总面积呈减少趋势,故又可能进入一轮大湖萎缩或破碎、小湖增加的阶段.总体而言,武汉城市湖泊受到人为干扰和政策导向影响明显,应大力加强湖泊的科学管理,合理地开发利用,保护好湖泊自然资源.     

基于梯度变换的浅水湖泊围网区遥感提取算法

获取并掌握浅水湖泊围网养殖区域的时空分布信息对合理规划围网养殖进而提升湖泊水质具有重要意义.本文以长江下游典型的围网养殖浅水湖泊——阳澄湖作为研究区,利用资源三号(ZY-3)高分遥感影像,针对围网区与非围网区的光谱空间变化特征,采用梯度变换方法,尝试提出一种浅水湖泊围网区的遥感提取算法;并以人工解译结果作为参考,对提取结果进行验证.研究结果发现该算法对浅水湖泊围网养殖区的提取精度为90.66%,可进一步用于开展长时序的浅水湖泊围网区动态变化研究,进而为湖泊环境的政府部门制定湖泊水质提升和围网区合理规划政策提供决策依据.     

帕隆藏布流域冰湖变化及危险性评估

冰湖作为区域气候变化的灵敏指示器和主要冰川灾害的启动器,认识其空间分布及变化特征对探讨冰湖对气候变化的响应规律及冰湖溃决危险性评估具有重要意义.基于1968-1980年地形图数据和1994-2016年Landsat TM/OLI遥感影像资料,综合利用RS、GIS技术和数理统计方法分析帕隆藏布流域面积≥ 0.01 km²冰湖时空分布及其动态变化,并对潜在危险性冰湖进行判别和评估.结果表明：2016年帕隆藏布流域共有冰湖351个,面积50.48 km²,且面积和数量分别以面积>1 km²和面积<0.1 km²的冰湖为主,这些冰湖主要分布于海拔2800~5400 m之间.近50年来帕隆藏布流域冰湖总体呈数量增多、面积增加态势;海拔<3000 m的冰湖相对稳定,而海拔>4500 m的冰湖数量和面积增加则相对迅速.近50年间帕隆藏布流域冰川面积减少591.34 km²,气候变暖导致的冰川末端退缩和冰川融水增加为冰湖形成和扩张提供了发育空间和物质来源.切毛措、光谢错等9个冰湖为潜在危险性冰湖,预计未来一段时间内帕隆藏布流域冰湖溃决可能处于活跃阶段,其形成和暴发也将更加频繁.     

2000-2010年东北地区湖泊动态变化及驱动力分析

以2000、2005和2010年的Landsat TM和ETM遥感影像为主要数据源,利用面向对象的分类方法,提取3期东北地区湖泊数据;在GIS技术的支持下,分析了过去10年东北地区湖泊的时空变化特征,并对导致湖泊面积变化的自然和人文驱动因素进行分析.结果表明:2000-2010年间,东北地区湖泊面积由12234.02 km²减少至11307.58 km²,其中,2005-2010年间湖泊萎缩剧烈程度大于2000-2005年;湖泊数量先增加后减少,10年间共减少了4092个;10年间天然湖泊面积大幅减少,人工湖泊面积略增加;研究区内西北方向湖泊萎缩程度小于东南方向,质心向西北偏移;湖泊变化受自然因素和人类活动的共同影响,人类活动叠加在自然因素之上,对湖泊变化产生了放大作用.     

1990—2020年中国冰湖变化特征及影响因素

本文基于505 景 Landsat 卫星影像,通过自动化冰湖边界提取与人工目视解译相结合的方法调查了 2000 和 2020年中国境内冰湖的分布与变化,并结合 1990 年冰湖编目数据,分析中国冰湖变化特征及影响因素。 研究表明,19902020 年中国冰湖面积增加(180.1±0.1) km²,增加了 17.9%。 其中,冰川补给湖面积扩张最显著,为 22.9%,而非冰川补给湖的面积仅扩张 4.9%。 1990 2020 年冰湖面积在较高海拔带呈现增长快速的趋势,其中,在海拔 5500 m 以上冰湖面积扩张最大,达 30.5%。 在区域尺度,非冰川补给湖的变化主要受降水量和蒸发量变化的影响,其中蒸发量变化对非冰川补给湖更为显著;气温升高与冰川普遍退缩则是导致冰川补给湖普遍快速扩张的主要原因。     

近45a内蒙古浑善达克沙地湖泊群的变化

浑善达克沙地处于季风边缘区,其气候特性和人类活动决定了该地区生态系统的脆弱和环境变化的敏感性.目前,该区湖泊生态环境问题十分严重,对研究区的水资源、草原景观以及当地居民生产生活造成了严重影响.选取1969年1∶50000地形图所指示的面积≥0.01 km~2的175个湖泊为研究对象,结合1973-2013年的17期Landsat MSS/TM/ETM/OLI卫星遥感影像数据,对1969-2013年间的湖泊群变化进行了系统的研究和初步探讨.结果表明:1969年湖泊群总面积为502.04 km~2,而2013年其面积为303.42 km~2,总体呈萎缩趋势.其中面积萎缩和干涸的湖泊分别为88和85个,而面积扩张的湖泊仅有2个(人工筑坝所致).近45 a间,1970s-1980s湖泊面积波动性减少,而在1990s初期则出现持续上升状态.在1995-2011年湖泊面积总体下降,到2013年则出现微弱的扩张现象.从湖泊变化空间分布格局来看,萎缩和干涸的湖泊集中在该沙地腹地.     

中国湖泊数据库结构特点

中国湖泊数据库是将全国湖泊面积大于10km², 按其形态特征和各种属性数据, 按一定的标准和规范, 录入计算机存储和应用, 湖泊数据具有数据量大、类型多、以湖泊代号为关键字、交叉平行式的数据分类、动态变化快和具有空间分布等特点。湖泊数据库逻辑结构严谨, 由全国湖泊分布, 湖泊图形库与属性库, 湖泊专题数据, 模型英语等部分组成。程序结构在主控程序控制下分层次执行, 由图形、属性、专题和应用模型四大模块为第一层次。在它们控制下进入第二层次, 低层可顺利地返回高层, 形成操作简单, 使用方便的程序结构。     

Analysis on urban lake change during rapid urbanization using a synergistic approach: A case study of Wuhan,China

To grasp the evolution of urban lakes accurately is quite necessary for studying on the mechanism of city ecological development. The study about extraction with different types of water by remote sensing technology has developed for decades. Many water indexes as the main methods are used to extract water information. Each method has advantage and disadvantage in different situation. A synergistic approach in this study can reduce the uncertainty of urban lake extraction by using four methods: NDWI, MNDWI, RNDWI and SPM. The basic idea behind the synergistic approach is to give each pixel a score based upon the agreement among the different products of four water extraction methods. According to the score of each pixel, the synergy map, which has been created by the products of four methods, is decomposed into sixteen sub-synergy maps. We use Bayesian Decision Theory to screen out the sub-synergy maps with low confidence level. The remaining ones are recombined a refined map. The overall accuracy of refined map reaches 96.44%, higher than any one of the four methods. Wuhan, known as the City of Hundred Lakes, is selected as the study area. We use the synergistic method to keep track of twenty lakes in Wuhan City changing from 1990 to 2013. The total area of twenty lakes has reduced from 130.2478 km² to 102.2971 km² during twenty-three years. The area of Shaihu Lake, which is the most serious of all observed lakes, has shrunk by 77.27%. And Nanhu Lake has lost 8.5 km² of its area that is the most among all lakes. We also find 1990–2000 is the high tide of urban lake shrinking. After the year of 2000, the situation of lake shrinking has been controlled gradually.     

中国城市地震小区划实施进展及其问题讨论

城市是人口密集、财富集中的区域,也是需要采取特别抗震设防措施的重点地区。地震小区划是精细划分城市抗震设防单元的重要技术途径,可以帮助摸清城市所面临的潜在地震灾害风险,并为城市规划和建设提供更加科学的抗震设防要求。1986—2022年6月,中国共完成城市地震小区划项目369个,地震小区划总面积22856.6km²,涉及61.3%的省会城市和直辖市、33%的设区的市和地(州、盟)驻地城市以及14.1%的县(市、区、旗)所在城市。本文利用文献调研和统计学方法,系统总结了中国城市地震小区划工作开展情况,分析存在的问题,并对今后推进地震小区划工作提出了建议。     

近40年青藏高原湖泊面积变化遥感分析

以MSS、TM和ETM遥感影像作为主要信息源,综合利用RS、GIS技术,提取青藏高原1970s、1990s、2000s及2010s 4个时段的湖泊面积信息,分别从区域位置、面积规模、海拔高度3方面分析其近40年来的变化趋势及变化特征,同时结合1972-2011年间青藏高原气候变化情况,初步探讨了影响青藏高原湖泊面积变化的主要原因.研究结果表明:(1)青藏高原面积大于10 km²的湖泊有417个,这些湖泊大多是面积为10~100 km²的小型湖泊,空间上集中分布在高原西部地区,海拔上集中在4500~5000 m范围内;(2)近40年青藏高原湖泊面积的变化趋势及差异性特征在整体上表现为湖泊呈加速扩张的趋势,其中2000s-2010s时段是湖泊扩张最显著的时期;在区域位置上,北部地区的湖泊变化最为剧烈;在面积规模上,小型湖泊扩张最为显著;在海拔高度上,低海拔地区湖泊扩张剧烈;(3)近40年青藏高原气候暖湿化程度明显,气候变化对湖泊面积变化影响显著;在气象要素中,降水量的变化是青藏高原湖泊面积变化的主要驱动因子.     

21世纪以来泛北极湖泊水位变化时空特征及原因探讨

在全球气候变暖和极端气候事件增加的背景下,流域水文循环过程受到的影响越来越强烈,导致湖泊水位变化表现出复杂的时空特征。而泛北极地区是地球上湖泊数量与面积分布最为集中的区域之一,该地区湖泊对气候变化响应非常敏感。因此,了解这些湖泊近期水文变化特征十分必要。本研究共搜集了36个泛北极大型湖泊(>500 km²)基于遥感或站点观测的近20年水位数据,分析其时空变化特征。本文使用线性回归模型来估算湖泊水位的变化趋势,进而利用皮尔逊相关分析了其主要水文影响变量和大气环流机制,并运用Mann-Kendall突变检验法探讨了水位突变的原因。结果表明,泛北极湖泊的水位整体上呈现不同程度上升(平均速率为0.013 m/a),有23个(64%)湖泊的水位呈上升趋势;研究湖泊中有10个通过90%统计显著性检验。其中,水位上升速率最大的湖泊是位于哈萨克斯坦的腾吉兹湖,上升速率为0.078 m/a。泛北极湖泊水位的波动主要与径流有关,有19个(53%)湖泊的水位波动与径流的增加更为相关;相比而言,位于亚洲的极地湖泊水位的上升与流域蒸发的降低显著相关,尤其是库苏古尔湖。从区域大气环流影响来看,泛北极湖泊水位变化主要与厄尔尼诺-南方涛动有关,其次是北极涛动和北大西洋涛动。本研究有助于加深对泛北极湖泊近20年水位变化规律及气候影响特征的科学理解。     

近40年洞庭湖区内湖水面面积变化及其驱动因素

选择1979-2016年间多时期、多类型、多光谱遥感数据,分析评价洞庭湖区内湖近40年的面积变化.结果表明,最近40年洞庭湖区内湖面积保持相对稳定,丰水期间呈上升趋势,枯水期间波动下降,2016年内湖总面积比1980s初减少3.94%.随着湖泊面积增加,湖泊水面面积变化的比例和幅度逐渐减小,大型湖泊（>10 km²）和中型湖泊（5~10 km²）面积相对稳定,小型内湖（<5 km²）面积变化尤为剧烈.内湖水面面积主要受降雨、蒸发等气候因素和生产生活取水、防洪排涝和退田还湖等人为活动调控.1980-2000年和2001-2015年两个时期,洞庭湖区多年平均降雨量呈现不同程度的下降趋势,多年平均蒸发量明显上升.三峡工程运行后,三口分流衰减,但水资源需求量不断增长,退田还湖和留蓄雨洪作为水资源使得丰水期间内湖水面面积增长,气候变化和水资源开发利用导致枯水期水面面积趋于减少.有必要加强洞庭湖区内湖的研究和保护,适当退田还湖提高湖泊率,优化三口水系格局,实施河湖水系连通工程,缓解洞庭湖区季节性水资源紧张问题.