基于栅格的豫西山区地形起伏特征及其对人口和经济的影响

地形起伏是约束山区人口分布和经济发展的关键因素,尤其在山地平原过渡带其约束作用更为显著。以位于秦岭-黄淮平原过渡带的豫西山区为例,基于200 m分辨率DEM数据,采用均值变点法确定地形起伏度的最佳统计单元,并提取地形起伏度;以1∶10万土地利用、乡镇人口和县域各产业数据为基础,建立人口和经济空间化模型,同时生成200 m分辨率的栅格人口和经济密度图;在系统分析地形起伏度、人口和经济密度空间分布规律的基础上,借助统计分析方法基于栅格单元定量揭示了地形起伏度对人口和经济的影响,并与其他地形因子的影响进行对比分析。结果表明：① 豫西山区地形起伏度以低值为主,58.6%的区域地形起伏度小于等于0.5个基准山体的高度（相对高差≤ 250 m）;空间上呈西高东低、中间高南北低的格局,与海拔、坡度均呈较强的正相关,且与坡度的相关性更大。② 被选作验证的人口和经济数据与对应模拟值的线性拟合度分别为0.943和0.909,表明空间化结果能反映人口和经济分布的实际状况。③ 地形起伏度对人口和经济的影响强于其他地形因子的影响,与人口密度和经济密度呈较好的对数拟合关系,拟合度分别为0.911和0.874;豫西山区88.65%的人口居住在地形起伏度不超过0.5的地区,88.03%的生产总值分布在地形起伏度不超过0.3的地区。相对人口分布,研究区的经济发展向地形起伏度低值区的集聚态势更加明显。     

中国地形起伏度及其与人口分布的相关性

基于人居环境自然评价的需要, 运用GIS 技术, 采用窗口分析等方法, 提取了基于栅 格尺度(10 km×10 km) 的中国地形起伏度, 并从比例结构、空间分布和高度特征3 个方面系 统分析了中国地形起伏度的分布规律及其与人口分布的相关性。研究表明: 中国的地形起伏度以低值为主, 63%的区域低于1 (相对高差≤500 m); 空间分布呈现西高东低、南高北低的格局; 随着经度和纬度增高, 地形起伏度呈逐渐下降趋势, 28^oN、35^oN、42^oN 纬线和85^oE、102^oE、115^oE 经线上的地形起伏度符合中国三大阶梯的地貌特征; 随着海拔高度增加, 地形 起伏度呈现逐渐升高趋势。实证分析表明: 中国的地形起伏度与人口密度有较好的对数拟合关系, 拟合度高达0.91; 全国85%以上的人口居住在地形起伏度小于1 的地区, 在地形起伏度大于3 的地区居住的人口总数只占全国0.57%。中国地形起伏度与人口分布的相关性区域差异显著, 东北、华北、华中和华南等地相关性显著, 内蒙古与青藏地区几乎不存在相关性。     

黄土地貌地形特征点格局研究

地形特征点广泛分布于地球表面,是反映地貌空间形态的重要点位。通过对不同地形特征点空间分布格局的研究,能够较好地探讨地形特征点群间的空间结构关系及其关联模式,并进一步映射地貌演变过程与发育机理。该文以黄土高原为研究区域,提取山顶点、鞍部点与径流节点作为地形特征点,运用点格局分析方法研究地形特征点间的空间结构特征。结果表明:1)地形特征点的空间分布规律与其地貌类型有显著相关性,而与其等级无明显相关;2)不同特征点存在较为固定的空间关联尺度,这种尺度对地貌类型不存在依赖性;3)在地貌演变的多个时期,不同特征点间的空间格局指标变化趋势具有相似性,而空间分布类型由于受地貌影响存在差异性。运用点格局研究中的相关方法,探索了地形特征点单点及多点间的格局特征,对地形特征结构及其模式研究具有参考意义。     

基于栅格的关中平原城市群人居环境质量综合评价

基于自然与人文多重栅格数据,构建人居环境质量综合指数评价模型,分析2015年关中平原城市群人居环境的空间分异格局,并对人口分布与人居环境质量的协同性进行探讨。结果表明:(1)人居自然环境呈现出自东向西,由山地、高原向平原、谷地依次递减的空间分布格局,受地形影响最为明显,地形起伏度与人居自然环境呈负相关关系。(2)人居人文环境表现出平原低、山区高,城镇高于乡村的空间分布格局,受城市行政层级影响显著。(3)关中平原城市群人居环境综合质量指数介于0.216~0.716之间,呈现出以关中平原、汾河谷地向外梯级递减的带状空间分布格局。(4)关中平原城市群人口密度与人居环境质量空间分布显著一致,总体呈现出平原高于山地,城市高于乡村的空间分布规律,人居环境质量越高,人口密度越大,土地利用也越充分。     

山地丘陵区土地利用分布及其与地形因子关系——以河北省怀来县为例

为探究山地丘陵地区不同地形因子对土地利用空间格局的影响,以河北省怀来县为例,研究了各土地利用类型在不同地形上的分布特征。同时,定性和定量分析了土地利用景观格局与地形环境的相关性。研究表明:土地利用景观格局分布存在明显的地形梯度特征,较高地形级别主要分布着林地和草地,其分布指数在较高地形级别占据优势位;而受人类活动干扰影响较大的城乡建设用地、采矿用地、耕地、园地和水域的优势位分布在较低地形级别上。移动窗口法得到的景观格局指数的分布定性显示出土地利用景观格局随地形变化的梯度特征,典范对应分析结果定量显示出典范对应分析排序的前4个轴的累计土地利用景观指数—地形解释变量为96.98%,地形因子第1排序轴与土地利用变化景观格局指数特征第一排序轴的相关系数达到0.671,其土地利用景观格局指数与地形因子存在显著的相关性。由此可见,高程、坡度和地形起伏度这三类地形因子对山地丘陵区的土地利用类型的结构和空间分布起着重要的影响作用。     

基于GIS的关中-天水经济区地形起伏度与人口分布研究

地形起伏度作为影响人口分布的重要因素之一,是人居环境自然评价的一个重要指标,在小尺度人居环境自然评价方面也具有较高的准确性和实际应用价值。基于关中-天水经济区栅格数字高程模型,采用窗口分析等方法,利用ArcGIS软件空间分析模块中的邻域分析,提取了基于栅格尺度的关中-天水经济区地形起伏度,并从比例结构、空间分布和高度特征3个方面系统分析了关中-天水经济区地形起伏度的分布规律及其与人口分布的相关性。研究结果为:①关中-天水经济区的地形起伏度以中低值为主,地形起伏度小于2.4的区域占总面积的96.66%,其中平地比例占总体的32.4%;地形起伏度越高的地区,平地比例越低,反之亦然。②关中-天水经济区的地形起伏度呈现南北高中间低的空间格局,最高值为宝鸡市太白县,最低值为关中平原;经度上的变化规律不是很明显,纬度上的地形起伏度无论从南到北还是从北到南都是先下降后增高的。③随着海拔高度的增加,地形起伏度呈现逐渐升高趋势,但变化幅度不大。④地形起伏度对区域人口分布有较强的影响,关中-天水经济区近90%的人口居住在地形起伏度小于1.5的地区,人口密度与地形起伏度的曲线拟合度非常高。     

微地貌制约下江汉平原土地利用分异特征及变化方向

江汉平原大平小不平,具有平原湖区、平缓岗地区和起伏丘陵区3种微地貌单元。以江汉平原为研究区,研究分析微地貌格局下土地利用的特征。将江汉平原土地利用图层(1990,2010年)与微地貌单元图进行叠置,提取不同地貌单元下两期土地利用类型图斑的周长、面积等信息;分析验证了江汉平原微地貌单元下各土地利用类型存在分形关系,采用分维数等指标定量分析了不同微地貌单元下各土地利用类型的特征和变化方向。结果表明:(1)各微地貌单元土地利用类型结构差异明显,平原湖区和起伏丘陵区耕地占绝对主导地位,而平缓岗地区林地占绝对主导地位。(2)各土地利用类型斑块的连片性在不同微地貌单元呈现出很大差异。1990—2010年平原湖区耕地、水域、建设用地和未利用地的连片性均很好,而起伏丘陵区仅有林地和草地表现出最好的连片性。(3)1990—2010年平原湖区各地类分维数呈下降趋势,稳定性增加;各微地貌区土地利用类型的分维数和稳定性指数值及其变化在一定程度上反映了地形地貌、自然环境及人类干扰对土地利用变化的影响。     

基于区域地形起伏度模型的陕西农村劳动力时空格局

农村劳动力的流动不仅受经济社会的拉力,而且可能受自然环境推力的影响.地形起伏是农村自然环境状况的重要指标.运用改进的区域地形起伏度模型、成本距离模型、重心模型,定量分析1990-2009年陕西省农村劳动力时空变化格局,结果表明:20 a间农村劳动力并非简单的持续从地形起伏高的地区往起伏低的地区移动,但地形起伏作为农村劳动力分布的重要作用因素其影响正在不断加强,并表现出进一步加强的趋势性;关中地区农村劳动力增幅较慢,体现了其快速城市化进程;陕北与陕南地形起伏度较高,陕北作为能源工业基地,其劳动力增幅快于陕南;经济因素与地形因素在整体上会拉动或推动人口格局变化,但在年尺度上表现出较强的波动性;研究区整体表现为,地形起伏越低、土地集约度越高,则区域非农化进程越快.     

豫西山区县域地形起伏度与人口、经济活动分布的关系

以豫西山区为例,采用均值变点法提取地形起伏度,以县域为分析单元,选择人口密度与经济密度两个指标,利用相关分析法定量探究地形起伏度对人口和经济的影响及其差异,并与海拔高度、坡度的影响进行对比分析。结果表明:①豫西山区地形以中起伏(200～500 m)为主,小起伏(70～200 m)和微起伏(30～70 m)次之,平坦地区(0～30 m)和大起伏(≥500 m)所占比例较少。②地形起伏度对人口、经济的影响均强于海拔和坡度的影响,对人口分布的影响强于对经济发展的影响。③豫西山区49.29%的人口和47.42%的经济总量分布在地形起伏度不超过115 m的区域,土地面积仅占26.45%;地形起伏度超过245 m的区域占研究区总面积的19.55%,但仅居住5.89%的人口且仅创造4.85%的经济总量。豫西山区的人口分布和经济发展向低地形起伏区的集聚态势明显。     

基于 SRTM DEM 的祁连山自然保护区地形特征研究

基于研究区的 SRTM DEM 模型,应用 ArcGIS10.5 空间分析模块及 Excel、SPSS 数据统计分 析功能,采用均值变点分析法确定地形起伏度的邻域分析最佳统计单元;提取了研究区高程、地形 起伏度、地形坡度、地表粗糙度和地表切割度 5 个地形因子,以分析研究区的地形特征。结果表明： 研究区地形起伏度最佳统计单元为 11 像元×11 像元（0.98 km²）,地形起伏度为 0～1 216 m。研究区 包含 13 种地貌类型,87.28%的区域为中海拔,中海拔平原、台地、丘陵为主要地貌类型。走廊南山、 冷龙岭、乌鞘岭和龙首山地平行分布,台地、丘陵穿插其中,地形复杂。研究结果为进一步探索自 然保护区的生态保护、开发利用等具体问题提供了基础数据支持。     

江汉平原乡村聚落形态类型及空间体系特征

依据国土空间用地GIS数据及村镇统计数据,采用聚类分析及分形学方法,探索江汉平原乡村聚落空间形态类型及空间体系特征。研究表明,江汉平原因其内部自然环境基质的差异,形成了“二类四型”聚落空间形态:低丘岗地地域,主要是均衡镶嵌型聚落空间形态,可分为高密度（斑块）低丘点状形态及中密度（斑块）岗地团块形态2种亚型,此类聚落形态的村镇呈现出“星点”式空间结构;河渠水网地域,主要是轴带依附型聚落空间形态,可分为低密度（斑块）滨湖弧带形态和中低密度（斑块）河渠直线形态2种亚型,此类聚落形态的村镇呈现“点轴”式空间结构。江汉平原“二类四型”乡村聚落形态及空间体系结构在长江中游平原水网农区有一定的典型性,可以为此类乡村聚落空间重构、乡村居民点体系优化提供理论基础及实践指导。     

人地关系视角下的乡村居民休闲空间变迁研究——以江汉平原为例

通过案例分析、文献检索、实地调研等方法,基于人地关系的基本理论,以江汉平原为例,探索乡村居民休闲空间的历史变迁和结构要素特征。结果表明:江汉平原乡村居民休闲空间经历4个变迁阶段。原始文明时期,乡村地域空间要素缺乏,原始部落中央广场形成休闲空间雏形,表现为空间开放特征;农耕文明时期,乡村地域空间要素基本形成,散落的乡村空间格局致使休闲空间相对分散,表现为空间区隔特征;工业文明时期,乡村地域空间要素逐渐成熟,乡村休闲空间被外来游客占据享用,表现为空间掠夺特征;生态文明时期,休闲空间要素稳定完善,人地和谐共生,人人共享休闲空间,表现为空间共融特征。     

中国重点农区乡村地域功能演变及其影响机理——以江汉平原为例

乡村振兴战略的实施亟需提炼不同乡村地域类型的发展路径。论文构建了乡村地域生产、生活、生态功能测度指标体系,刻画江汉平原乡村地域功能演化特征;基于空间计量模型探析了江汉平原乡村地域功能演变的影响因素及作用机理。研究结果发现：① 江汉平原各县域乡村地域功能指数均呈现出不同程度的增长趋势,生产、生活、生态功能指数分别增长78.26%、34.25%、9.68%;生产功能增长主导和生活功能增长主导是乡村地域综合功能提升的主要类型。② 江汉平原乡村地域功能存在显著的空间非均衡分布格局,生态功能主导型县域主要分布于北部边缘地区,生活功能主导型县域集中分布于中部和南部地区,生产功能主导型县域分布相对零散;生态功能和生活功能主导江汉平原乡村地域功能的空间变化。③ 外源驱动对江汉平原乡村地域功能变化主要表现为负向作用,内生响应主要表现为正向作用;乡村生产功能受外源驱动和内生响应的影响程度最高,乡村地域综合功能被影响程度次于乡村生产和生活功能;乡村地域综合功能和生产、生活功能具有正向的空间溢出效应。探寻农产品主产区乡村地域功能演变的影响因素及作用机理,有助于识别差异化的乡村发展路径,为乡村振兴战略实施提供参考依据。     

黄土高原沟壑区传统村落的空间特征及其影响要素 ——以陕西省榆林市国家级传统村落为例

以地处黄土高原沟壑地区的榆林市国家级传统村落为例,利用GIS空间分析、形态指数、空间句法等空间分析方法,从宏观空间分布到个体形态特征,揭示地域环境与村落选址、形态生成及空间组织的内在关联性。结果表明:榆林市国家级传统村落呈现“西北稀疏、东南密集”的总体空间格局,纵观历史发展格局从东到西呈轴向集聚形态,存在沿山腰等高线、支流流向的分布特征;在地理环境限制下,传统村落外部边界形态主要为块状集聚、指状离散形态发展,空间集聚中心出现村落内部与村落边缘交通的差异化分布;通过地理、生态、气候和风水对村落空间组织的内在关联性进行分析,发现村落形态演化从生存适应性转向主动寻求发展,揭示了传统村落空间形成、组织、生长的内在逻辑。     

Land-use configuration under traditional agriculture in the Kanto Plain,Japan: a historical GIS analysis

Under traditional agriculture, Japanese farm communities arranged land uses to collect natural resources from the surrounding landscape to support intensive cultivation nearby villages. This may have produced a land-use pattern analogous to the European infield–outfield system, a type of concentric ring model of land use centered on villages. This study applies a multiple buffer analysis to a Japanese rural landscape depicted in historical maps surveyed in the 1880s, to investigate the spatial patterns that had existed under traditional agriculture for a study area in the Kanto Plain near Tokyo. About 60% of the landscape depicted in the map area consisted of woodlands and grasslands. The land-use pattern combined a concentric ring pattern centered on villages and a parallel band pattern arrayed across the upland plateau between rice paddies. The modal distance from villages to rice paddies was about 400 m, suggesting that the villages were deliberately located at this distance along the rice paddies in the long, narrow river valleys. The distance distribution of other land uses suggests that high priority was given to locating dry fields close to villages, and grasslands in the center of the upland plateau, while woodlands followed a distribution expected from the distances available within the map area. The analysis lends support to the suggestion that traditional rural landscapes were not a random mosaic of various land uses, but often had a spatial structure, that can be accounted in plans to preserve or restore them. The multiple buffer analysis also suggests that distance from key landscape features, in itself, can be considered a limited spatial resource because only a limited amount of area exists for each distance zone.     

Designing a spatial pattern to rebalance the orientation of development and protection in Wuhan

Patterns of spatial development and protection form a basic category of geoscience,and redesigning them is a popular subject of research in regional sustainable development that is important for ecological civilization construction.The authors here report a case study of Wuhan city using the circuit theory model and minimum cumulative resistance(MCR)model to rebalance its spatial protection and development.The results show the following:(1)Using the density of the gross domestic product(GDP),density of population,rate of urbanization,and access to transportation as evaluation indicators,seven core areas of development in Wuhan were identified,accounting for 59%of the total number of streets,that exhibited a “circular-satellite”spatial structure.(2)According to the importance of ecosystem services,ecological sensitivity,land use type,and slope of the terrain,the resistance surface of spatial development in Wuhan had a stereoscopic spatial form of an“inverted pyramid,”with high surroundings and a low center.The area of low resistance accounted for 6.64%of the total area of Wuhan.(3)Based on coupling analysis using the MCR and spatial morphological characteristics of current,nine axes of spatial development with a total area of 427.27 km2 and eight key strategic points with a total area of 40.02 km2 were identified.Streets that were prioritized for development accounted for 9.63%of Wuhan's total area.(4)By combining the characterization of the development axis with the structure of the three-level core area,we extracted the structure of spatial development of "one heart,two wings,and three belts" in Wuhan.The research framework and empirical results can provide scientific guidance for the urban spatial layout,the development of regional linkages,and ecological environmental protection in China.     

中国穆斯林人口空间分布及演变特征

基于六次全国人口普查数据资料,通过运用空间统计分析方法,对中国县级行政单元穆斯林人口的空间分布及演变特征进行分析。结果发现：（1）中国穆斯林人口密度的空间分布具有“片-点-区”的结构特征,即在穆斯林人口传统分布区形成高值片区,华北平原、云贵高原、辽河平原和东南沿海等区域形成零星分布的高值点区,在全国其他区域形成穆斯林人口密度低值区;（2）中国穆斯林人口空间分布具有一定的空间关联特征,在新疆、宁夏、青海东部、甘肃西南云贵两省交汇处及北京市等区域形成热点分布区;（3）穆斯林人口分布处于高度不均衡的状态,随着穆斯林人口向全国迁移扩散的发展,其不均衡程度趋于减弱;中国各大区之间的穆斯林人口偏移增长量经历了先增后减又迅速增长的过程,各地穆斯林人口表现出差异化发展趋势;（4）穆斯林人口分布及演变受生育水平和人口迁移状况等多种因素的综合影响,差异化的生育水平和人口迁移流动影响着穆斯林人口的空间再分布。     

江汉平原湿地水系统综合评价与水资源管理探讨

江汉平原分布着由河流湖泊-沼泽-沼泽型水稻土-潜育型水稻土组成的湿地系统。江汉平原湿地在蓄水滞洪、调节气候、水质净化、维持生物多样性和改善生态环境方面有着十分重要的作用。在探讨江汉平原湿地水系统结构和功能的基础上,提出了合理利用湿地水资源和实施科学水管理的途径,首先要对水资源和水环境进行积极的保护;其次积极实施退田还湖,增强江汉平原湿地的调蓄洪水能力,减轻洪涝灾害损失;其三是建立江汉平原水环境安全调控体系;最后将江汉平原湿地水系统管理纳入整个长江中游及长江流域的统一管理与规划之中,进行总体协调与管理。     

长江中下游流域自然保护地空间分布及其与人类活动强度关系研究

以2015年土地利用类型数据为基础,计算长江中下游流域人类活动强度,采用最邻近指数、地理集中指数和不均衡指数分析研究区自然保护区、风景名胜区等六类国家级自然保护地分布特征,并定量揭示保护地空间分布与人类活动强度的关系,旨在为长江中下游流域建立基于人类活动强度的各类自然保护地管控策略提供科学依据。结果表明：1）人类活动高、较高、中、较低和低强度带在研究区的占比分别为3.74%、9.83%、14.98%、30.81%和40.63%;高等级强度带主要分布在长江三角洲平原、江汉平原等平原区,低等级强度带主要分布在秦岭山区、武陵山区等山地丘陵区。2）湿地公园、森林公园、风景名胜区和地质公园的空间分布类型为均匀型,水利风景区和自然保护区为凝聚型;六类保护地在各人类活动强度带空间分布不均衡。3）湿地公园、森林公园、水利风景区、自然保护区、风景名胜区和地质公园分别在中、较高、高、低、较低和低强度带密度最大;在高等级强度带“人地”矛盾更突出,应加强对自然保护地的保护力度和人类活动管控,尤其针对湿地公园、森林公园和水利风景区。     

江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来环境干湿变化的高分辨率研究

选择位于江汉平原的JZ-2010湖相沉积剖面为研究对象,利用AMS14C测年建立江汉平原12.76 cal.ka B.P.以来环境演变的时间序列。对湖相沉积物中元素Rb和Sr的差异分布、Rb/Sr值、Ti元素含量以及磁化率等多项环境代用指标的综合分析表明:江汉平原12.76 cal.ka B.P.以来环境干湿变化经历了晚冰期由偏干转向偏湿波动、全新世开始湿度增强、全新世中期偏湿到湿润再至干湿波动,全新世晚期至现代偏湿到偏干的过程。磁化率波动与江汉平原新石器时代各文化类型出现或转型相关。江汉平原环境干湿变化体现东亚季风环流影响,驱动机制主要是北半球夏季太阳辐射变化;还受到东北、北、西三面环山而东南面向夏季风倾斜开放的地势影响。