基于多源遥感数据的北京市高温热浪风险综合评估

高温热浪风险评估对于预防和应对高温热浪灾害具有重要意义。综合运用多源遥感数据提取北京市高温热浪期间的气温与人口空间分布,结合其它来源空间数据计算高温热浪危险性、暴露性和脆弱性因子,通过主客观赋权法构建高温热浪风险评估指标体系,生成精细的高温热浪风险空间分布图,对北京市进行高温热浪风险评估。结果表明,北京市西部和北部山区风险等级比较低,主城区的高温热浪风险很高,尤其是二环与四环之间的区域。在乡镇尺度上,朝外、香河园等街道具有非常高的高温热浪风险。本研究能够为北京市高温热浪防治提供数据支撑,并为其它区域开展高温热浪风险遥感综合评估提供参考。     

多源数据融合的城市体检评估

融合遥感影像、社会开放大数据、统计资料等多源数据,以长沙市为例,围绕生态宜居、健康舒适、安全韧性、交通便捷、风貌特色、整洁有序、多元包容、创新活力等8个方面构建城市体检指标体系,运用归一法和层次分析法对城市自然本底和运行体征展开计算评估,结果发现：1）长沙市人居环境整体良好,城市生态宜居和整洁有序度较高,交通便捷和安全韧性建设亟需加强,风貌特色、健康舒适、创新活力、多元包容等仍有改善空间。2）各区县专题发展水平不均,在保留区域功能特色的基础上,应该着重解决发展的短板。3）城市中心城区人口密度、空气质量优良天数、万车死亡率等指标达到最高水平,但在便民服务设施完整覆盖度、住宅建筑更新和开发、群体包容等方面与城市发展需求还有一定差距。根据多源数据城市体检结果可知,长沙市未来需要以问题和需求为导向,精准治理“城市病”,努力提高城市居民生活满意度、幸福感和归属感。     

基于多源数据的东莞城市公共中心体系识别与形成机制研究

基于POI、手机信令、百度建筑等开源数据和传统土地利用数据等多源数据,运用核密度、空间自相关分析等方法全方位、全时态识别东莞城市公共中心体系的空间布局、功能等级和服娱腹地,并从空间形态和功能联系视角评估规划实施效果,最后从政策制度、外资投入、产业经济、土地要素和交通设施等因素探究形成机制。结果发现：1）运用多源数据综合识别东莞城市公共中心体系的技术方法有效、准确且实用,东莞中心体系已初步具有“形态多中心”和“功能单中心”的双重空间特征;2）规划对于东莞城市中心体系的构建具有一定的推动作用,但形态和功能方面的发育情况距规划均有一定差距;3）东莞城市中心体系是政府力与市场力多方博弈的结果,不单取决于政府政策制定、土地投放和设施建设,也与资本投入和产业转移息息相关。     

多源降水数据的小流域水文模拟效用评估

小流域是研究小微尺度水文水资源系统演变规律的理想对象,是用于计算河流产水产沙的最小单元,是水文及水土流失研究与管理的最佳地域尺度。通过遥感技术,气候模式获得降水数据,并驱动分布式水文模型,模拟和预测水文过程,是流域水文水资源研究的必然趋势。以NOAA-CPC-US降水作为参照,在美国不同地区的9个小流域,评估卫星降水产品PERSIANN,PERSIANN-CDR,TRMM-3B42V7,GPM-IMERG,雷达降水StageIV以及气候模式ERA5降水产品的精度,并用这7种降水产品驱动CREST分布式水文模型,评估了7种降水产品的水文模拟效用。研究表明:各降水产品与NOAA-CPC-US降水吻合程度从高到低,依次是StageIV雷达降水,PERSIANNCDR和GPM-IMERG次之,再次是PERSIANN和ERA5,最后是TRMM-3B42V7。各降水产品在美国北部高纬度地区和西部山地等区域的小流域降水估算精度略低,在美国中部,南部,东部的小流域有较好的降水精度。在水文模拟效用评估中,设定相同率定期,分别使用7种降水产品率定CREST模型参数,得到率定参数集后,在相同验证期对流域日径...     

多源信息的集成与融合及其在遥感制图中的优化利用

多源信息的集成和融合是地球信息科学领域的一大热点问题。它的意义和必要性与地球信息本身的特征、采集信息的手段特征及信息处理平台或系统的特点三方面紧密相联系。本文从不同传感器信息的集成和融合、遥感信息与非遥感地学信息的集成和融合、不同格式的 GIS数据的集成和复合三个方面研究了多源信息集成和融合的方法、前沿技术和应用领域,进而以黄土高原土壤侵蚀遥感调查和制图任务为例,介绍了多源信息集成和融合技术在该项目中的优化应用实例,包括技术流程分析、信息源分析、多源信息在土壤侵蚀遥感调查和制图中的融合方法、从遥感图像解译信息到 GIS数据库的转换技术等。     

基于多源数据的西藏东南部历史干旱监测与分析

干旱作为频发的全球性自然灾害之一,造成了严重的社会、经济和生态环境问题。以西藏主要耕作区为研究区,2001—2015年MODIS、TRMM和SRTM DEM数据为数据源,利用植被状态指数（VCI）、温度条件指数（TCI）和降水状态指数（PCI）〖WTBZ〗等模型参量,采用空间主成分分析方法构建区域干旱综合监测模型,对模型精度和可靠性进行检核验证,并以所建模型对研究区2001—2015年逐月干旱进行识别,采用地理时空分析方法对研究区干旱变化特征及趋势进行研究。结果表明,干旱综合监测指数（DCMI）能够较好地反映区域土壤相对湿度与标准化降水蒸散指数（SPEI）的变化,干旱综合监测模型具有较好的适用性;研究区全年干旱频率在空间分布上呈现出西高东低的特征,大部分地区干旱频率小于20%,约12.41%的区域干旱频率超过20%;从不同等级干旱发生频率来看,日喀则市为轻旱、中旱易发区,重旱易发区则集中于日喀则市和昌都市的中部及东部地区;区域月际干旱频率空间格局差异较大,全年干旱易发生于1、8、11月等月份,局部地区干旱易发月份存在差异;区域年内旱情变化趋势差异性较大,10月~次年9月,旱情加剧区域呈现出随月份变化由耕作区东部向西部逐渐转移的趋势。     

基于多源数据的南亚区域冲突及其烈度的时空变化

为揭示2011—2020年南亚区域冲突时空变化及烈度分布,基于武装冲突地点和事件数据库、全球恐怖主义数据库和乌普萨拉冲突数据库所收录的南亚的冲突数据,进行数据整合,采用核密度、空间自相关,空间热点探测分析等地理统计方法对南亚区域冲突及其烈度的时空特征进行分析。结果表明：2011—2020年,南亚区域冲突数量有所增长,但伤亡人数呈减小趋势;从空间看,区域冲突分布在“南亚外环”,聚集中心形成了“梯形”格局,克什米尔—信德省一线为梯形上底,达卡—切蒂斯格尔—泰米尔奈德—科伦坡一线为梯形下底;南亚区域冲突烈度分布范围先扩大后缩小,烈度热点先向俾路支省进行扩散,而后向东北方向和东南方向转移,于2020年形成了以克什米尔地区和切蒂斯格尔邦为中心的2个热点区域,无冷点聚集;南亚区域冲突受多方面因素影响,源头为认同差异,被国家行为体、民族分离组织、宗教极端组织等行为体推动,其中权力因素起主导作用,身份认同为难以解决的痼疾。     

多源数据在城市体检中的有机融合与应用——以北京市为例

多源数据是当前信息时代下进行城市研究的重要基础和支撑,也是地理学和城市规划学重点研究方向。城市体检作为城市高质量发展背景下的新命题,多源数据在城市体检中的有机融合与科学应用对城市问题的深入剖析及其影响机制的探究中至关重要。从梳理主观和客观两类数据在现有城市研究中的应用出发,结合了2019年、2020年全国城市体检和2018年、2019年、2020年北京城市体检实践工作,探讨了多源数据在城市体检不同空间尺度、不同时间尺度和不同体检维度的应用,辨析了不同数据间的优劣势,提出了多源数据有机融合的方式,并以“城市停车问题”进行案例分析。以期为城市体检中数据应用方式的改进方向提出建议,为城市体检的研究发展提供思路。     

区域综合比较的ROSCE模型与应用

在区域研究中,常需要进行各种综合比较,为解决综合比较的方法,提出了ROSCE模型,通过多次实用,证明该模型具有计算简便、综合性强的特点。     

多源再分析降水数据在拉萨河流域应用对比研究

针对资料稀缺地区水文模拟计算难题,开展多源再分析降水数据在拉萨河流域应用对比研究,本文基于HIMS系统构建了拉萨河流域分布式水文模型,以气象站实测数据为参照,对比分析了中国区域地面降水格点日值数据集和中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集两套遥感再分析数据集的气象数据在拉萨河流域的径流模拟效果。结果表明：在日和月时间尺度上,气象站实测降水数据的径流模拟精度最好,驱动集降水数据径流模拟结果要好于网格点降水数据。总体上,基于气象站实测降水数据的径流模拟纳西效率系数为0.86(日过程)和0.93(月过程),相关系数均在0.9以上。基于两类再分析数据的降水径流模拟纳西效率系数均在0.7(日过程)和0.8(月过程)以上,相关系数均在0.9左右。对于资料稀缺地区,多源再分析降水数据是重要的可用数据来源。借助于降水—径流模型,探讨多源再分析降水数据对径流模拟精度的影响,是完善多源再分析降水数据产品质量的一个重要环节。     

多源地理大数据支撑下的地理事件建模与分析

地理事件作为描述地理过程的基本单元,逐渐成为地理信息科学（GIS）核心研究内容。由于受人类活动数据获取限制,GIS对地理事件的建模和分析主要关注事件所引起的地理空间要素变化及要素之间的相互影响与作用机制。然而,近年来随着基于位置服务数据（LBS）爆炸式的增长和人类活动大数据定量刻画手段的快速发展,地理事件对人类活动的影响以及公众对地理事件的网络参与度都引起了多个领域的广泛关注,对地理事件的时空认知、建模方法和分析框架提出了巨大的挑战。对此,本文首先深入分析了大数据时代地理事件的概念与分类体系;其次,基于地理事件的时空语义给出了基于图模型的事件数据建模,建立了事件本体及其次生或级联事件的“节点—边”表达结构,开展了事件自身时空演化及其前“因”后“果”的形式化描述;第三,从时空数据分析与挖掘的角度,给出了大数据时代地理事件建模与分析的整体框架,拟突破传统“地理实体空间”事件探测与分析方法的局限性,融合“虚拟空间”事件发现与传播模拟思路,实现多源地理大数据支撑下的面向地理事件的人类活动多尺度时空响应与区域差异分析;最后,本文以城市暴雨事件为例诠释了本文所提出的地理事件建模与分析方法,从城市和城市内部两个尺度进行了暴雨事件与人类活动的一致性响应及区域差异分析,得到了明确的结论,验证了前文分析框架的可行性与实用性。     

基于多源遥感数据的玛纳斯河流域冰川物质平衡变化

冰川物质平衡变化是连接气候和水资源的重要纽带,对河川径流有重要的调节功能。本文采用MOD11C3和TRMM 3B43等多源遥感数据驱动度日模型,模拟了2000—2016年玛纳斯河（简称玛河）流域冰川物质平衡过程,并分析了冰川融水对径流的补给规律。结果表明： ① 通过构建气温及降水反演模型能有效校正气象遥感原数据的精度,且经降尺度后能较精细刻画冰川区气候变化特征。冰川区年均气温和降水量分别为-7.57 ℃和410.71 mm,海拔4200 m处为气候变化剧烈地带,气温直减率以其为界上下分别为-0.03 ℃/100 m和-0.57 ℃/100 m,降水梯度分别为-2.66 mm/100 m和4.8 mm/100 m,海拔大于4700 m后降水又以5.17 mm/100 m递增。② 研究期内流域冰川持续呈负平衡状态,累积物质平衡达-9811.19 mm w.e.,年均物质平衡介于-464.85~-632.19 mm w.e.之间。垂向物质平衡在消融区和积累区分别以244.83 mm w.e./100 m、18.77 mm w.e./100 m递增。2000—2002年、2008—2010年冰川消融减缓,2002—2008年、2010—2016年消融加剧,其中2005—2009年期间冰川亏损最为强烈。③ 年内河川径流对冰川物质平衡变化响应强烈,尤以7月、8月物质平衡亏损最为严重占全年总量的75.4%,使得同期河川径流量占全年径流总量的55.1%。年际冰川融水补给率波动于19%~31%之间,可能是不同年份降水和积雪融水补给率差异较大所致。玛河与天山北坡其他河流冰川融水贡献率非常接近,也进一步证实了本研究物质平衡估算结果的可靠性。本研究可为其他流域冰川物质平衡研究提供借鉴和参考。     

基于多源大数据的城市体征诊断指数构建与计算——以上海市为例

基于多源大数据,构建了整合城市活动-移动系统、城市人口系统、城市运行系统、城市环境系统4个系统的城市体征诊断指数体系。该指数体系分解为底力、动力、压力、活力4个维度,具有4个层次和12个时空间尺度。底力指数表征土地、人口等空间单元基本属性,用以把握区域总体特征;动力指数通过企业发展状况、环境质量等反映了空间单元的发展状态;压力指数用以监测城市系统运行状况,起到风险评判与预警的作用;活力指数以活动和流的时空特征进行活动动态展现,反映空间单元的真实活力。最后以2016年4月6日为例,计算和展示了上海各街道的综合和各维度体征诊断指数,说明了体征诊断指数的可应用性和指数计算结果的稳健性。城市体征诊断指数可以辅助于城市网格化管理、压力预警等治理需求。     

基于多源遥感数据的区域生态系统服务价值年际动态监测 ——以中原城市群为例

通过对多源遥感数据在生态系统服务价值（ESV）遥感模型中的尺度效应分析,选择满足最佳空间分辨率和长时间序列的遥感数据,对中原城市群区域2001~2013年的ESV实现了逐年逐像元水平的动态监测。结果表明：该区应用于遥感模型输入数据的最适空间分辨率为30~1 000 m,相对于30 m尺度,其他尺度估算结果的相对偏差均小于0.4%;结合年际动态监测的需求,选择了MODIS数据产品（空间分辨率500 m,时间尺度1 a）作为遥感模型的最佳数据源;研究区ESV总值在研究期内整体上呈显著增长趋势,增速约为8.6亿元/a,但在持续增长过程中经历了3次波动,且表现得越来越剧烈;在空间上,研究区ESV多年均值呈现出明显的不均衡性,表现为从西南向东部递减的趋势。研究表明此方法简单易行,初步实现了区域ESV年际动态监测遥感模型的准业务化运行。     

基于多源信息融合理论的盐湖资源综合动态监测及预警系统设计与实现

近年来随着人类开采力度的不断加大和全球气候变化的影响,盐湖资源系统正在发生着急剧变化,盐湖生产对环境的影响也日渐突出。将多源信息融合理论与动态综合监测理论相结合,基于GIS、物联网和无线通讯技术,从相互关联的环境、资源和产业多个子系统中选取关键监测指标,从构建理论、构建原则、技术体系和系统结构等方面对构建盐湖资源综合监测系统进行全面设计;并结合青海吉乃尔盐湖区具体实际,在监测站网的最优化布局、传感器选型、数据传输方案和多源数据整合方面开展深入探讨;最后对水灾、环境、生产等预警模型的预警层次和预警模式提出具体实现路径。对保障盐湖产业可持续发展与生产安全,保证西部国民经济、社会和谐发展具有重要意义。     

基于地理大数据和多源信息融合的区域未来人口精细化空间分布模拟研究——以珠江三角洲为例

首先采用队列因素法和CA-Markov模型对区域未来人口规模和土地利用格局进行模拟预测,并结合POI地理大数据,利用多源信息融合法构建区域未来人口精细化空间分布模拟模型,以珠江三角洲城市群2030年各区县精细化的人口空间分布预测进行实证分析。结果表明：① 采用队列因素法进行珠江三角洲各区县人口规模预测的相对误差大部分在5%以下,基于CA-Markov模型土地利用模拟的Kappa系数达到0.97;② 珠江三角洲城市群精细化的人口空间分布模拟数据与实际人口数据的拟合趋势线R²达到了0.90,模拟效果优于Worldpop数据集,体现了POI地理大数据与多源信息融合在精细化人口空间分布模拟上的优势;③ 珠江三角洲未来人口呈现由中心向外围扩散和递减的空间分布格局,空间差异显著且较为稳定,70%的人口集中在广州、深圳、东莞和佛山等核心城市。     

基于多源地理数据融合的黑河中游土地多功能性时空格局与权衡研究

土地多功能利用是提高土地利用效率、缓解人地矛盾、促进区域可持续发展的重要途径。研究构建了“生产-生活-生态”功能的土地多功能性评价指标体系,基于3 km×3 km格网,融合了遥感、统计、POI等多源地理数据,利用投影寻踪模型对黑河中游土地多功能性进行评价,通过变量相关分析和双变量局部空间自相关分析,揭示了土地多功能权衡与协同关系,并采用RGB三通道合成与二阶聚类分析相结合进行土地功能分区。结果表明:(1)黑河中游在不同利用方式下呈现不同功能,在走廊平原区土地功能以生产功能为主导,生活功能和生态功能为辅。生产功能在走廊绿洲农业区优势明显,生活功能高值区集中于城镇等基础设施条件较好的地区,祁连山、龙首山发挥着生态屏障作用。(2)研究时段内,土地多功能性稳中增强。土地多功能性与一级功能的空间格局保持稳定,土地功能间协调性普遍增强,不同功能在空间上日益重叠。(3)按照主导利用方向,土地可划分为以农业生产与城镇空间为主体的重点开发区、优化开发区和适度开发区,以及以生态空间为主的生态屏障区、生态缓冲区和生态修复区。(4)土地多功能利用仍有提升空间,尤其要加强对非主导功能的关注,协调功能间的固有矛盾;统筹推进生态修复,关注自然资本增值,从构建区域绿水青山的格局挖掘土地价值新的增长点。