A Spatial Dependence Approach to Retrieving Industrial Complexes from Digital Images*

This article reports preliminary results of using a spatial dependence approach to retrieving industrial building complexes from digital aerial photographs. Because image retrieval was originally developed outside geography, this paper first discusses the principle of image retrieval in the context of geographic studies, the basic types of geographic features for retrieval, and the spatially dependent nature of geographic features. Based on these discussions, the spatial dependence approach is presented for the intended retrieval. Semivariogram is used to represent the spatial dependence of geographic features and for the subsequent retrieval of these features. Results show the effectiveness of this approach and warrant further investigations.     

空间外部性、空间依赖与空间外溢之辨析

空间外部性、空间依赖和空间外溢是用来解释区域经济增长空间效应作用机制的3个重要概念,也是用来分析区域经济增长的空间效应时的3个重要分析工具。目前,对于这3个概念应该如何定位还存在着一定的争论,在使用范围以及适用情况上缺乏统一性。根据相关文献对这3个概念的内涵进行比较,总结了它们的计量测度方法,试图对以往的研究内容做出梳理并补充,进而为研究它们对区域经济增长的作用机制打下基础。     

A Spatial Dependence Approach to Retrieving Industrial Complexes from Digital Images

This article reports preliminary results of using a spatial dependence approach to retrieving industrial building complexes from digital aerial photographs. Because image retrieval was originally developed outside geography, this paper first discusses the principle of image retrieval in the context of geographic studies, the basic types of geographic features for retrieval, and the spatially dependent nature of geographic features. Based on these discussions, the spatial dependence approach is presented for the intended retrieval. Semivariogram is used to represent the spatial dependence of geographic features and for the subsequent retrieval of these features. Results show the effectiveness of this approach and warrant further investigations.     

广州白云山风景区植被景观空间关联分析

本文借鉴群落生态学种间联结的概念,采用2×2列联表,通过方差检验、X2检验与联结指数对白云山风景区的植被景观各类型间的空间关联性进行了定量分析.结果表明,空间关联能有效地分析植被景观类型之间的空间关系.尽管白云山植被景观各类型之间呈现出正关联,且它们之间的关联很松散,具有很高的独立性,但是人类活动的干扰通过建筑等方式呈现出指射状扩散,这就使得植被的发育与发展与其呈现极其显著的空间相互排斥作用.由于植被斑块破碎,相互交错,空间异质性高,景观要素或者斑块类型表现出十分复杂的空间镶嵌的分布格局.通过景观关联度分析,大体上推断出5种植被景观要素类型之间的总体空间布局关系与规律为"果园(E)-常绿针阔混交林(B)-常绿阔叶林(C)-疏林草地(D)-常绿针叶林(A)",以及12大主要植被斑块类型之间的空间关系"B2-B1-C1-C18-(C15)-C16-C17-C19-C7-C2-D-A1".     

空间软数据及其插值方法研究进展

由于对地观测技术的迅速发展,空间数据的种类和数量增长迅猛,由空间数据反演得到的各种信息日趋膨胀,这些反演结果中的信息不少以软数据的形式出现。在实际应用中,这些软数据往往与空间插值的目标变量具有一定的相关性,甚至成为控制目标变量空间分布特征的重要因素。然而,由于这些数据通常表示为非数值形式,在计算和处理上存在着一定困难,以致被传统的插值方法所忽视,从而造成信息浪费。近来出现的空间软插值方法是一种利用空间软数据作为辅助信息并以改善插值效果的方法,能够较好的处理并利用软数据所隐含的信息,具有较好的应用发展前景。本文根据空间软数据的特点及其分类,系统综述了空间软插值方法及其应用领域。首先分析了空间数据软硬性质的根本区别,论述了软数据的分类和“硬化”方法,然后介绍空间插值模型中对空间软数据的集成方法和原理,最后对空间软插值方法及其应用研究领域进行了展望。     

A Family of Relaxed Spatial Interaction Models

In traditional, constrained spatial interaction models, the number of predicted movers leaving origins and entering destinations is constrained to match exactly the observed number. In relaxed models, these constraints are allowed to vary over a range of values in order to provide greater flexibility in calibration. This paper identifies a new, seven-member family of relaxed spatial interaction models, based upon the generalization of the constraint sets used in model derivation. Three categories are suggested, including single and doubly relaxed models, cost-relaxed models, and totally relaxed models. This paper introduces these relaxed models as entropy-maximizing ones, proposes a terminology for them, and describes empirical situations in which they are useful.     

古尔班通古特沙漠纵向沙垄植被空间异质性

在古尔班通古特沙漠南部纵向沙垄上按5 m×10 m的网格测度植被样方100个,采集浅层风沙土样品184件。调查发现,乔灌木层片和草本层片的分布及相互关系明显受沙垄地形影响,并且在干旱环境下种群间的竞争和空间上的互补使两层片生态优势度具有显著的相关性。地统计分析结果显示,纵向沙垄上植被空间异质性表现为木本层片的物种多样性呈斑块状分布,草本层片物种多样性呈现平行沙垄的带状结构和斑块结构叠加的特点,而植被盖度则在垂直沙垄走向的方向上具有强烈的梯度性变化。和沙垄土壤理化性质空间格局特征相对比,植被盖度及物种多样性与风沙土浅层含水量在自相关空间（变程）及空间异质性程度上比较接近。这是纵向沙垄小生态系统中草本植物和浅层土壤水分耦合关系在空间上的反映,也是木本植物对水分和土壤资源在小尺度（m）上竞争及中小尺度（10～100 m）上互补的结果。     

北京市居住用地特征价格的空间分异特征

基于2004-2009年北京市居住用地出让地块微观交易数据,利用特征价格模型,研究了地块所在区域的社会属性特征对地价的影响以及地块特征价格的空间分异特征。研究显示:①居住用地价格存在显著的空间依赖效应,轨道交通和公园绿地便利性及合理的土地混合利用能够显著提升地价。②人口密度、租用公共住房比例和居住用地开发强度等地块所属社会经济属性对价格影响显著。③居住用地的空间依赖效应、周围商业办公用地溢出效应、轨道交通和公园便利性的特征价格随着就业可达性、教育状况、租用公共住房比例、犯罪率和居住用地出让比例等地块所属社会经济属性特征的变化,存在较大的分异。     

梅江河流域年均降雨量空间插值方法研究

分析了降雨空间分布的影响要素及降雨空间插值的主要方法,并在此基础上,利用地理信息系统(GIS)的空间分析功能,综合考虑高程、坡度、坡向等影响降雨空间分布的多种要素,应用协克里金方法,探讨流域降雨量的空间插值问题及其应用,并与反距离权重法、克里金方法等单要素方法进行了降雨空间插值的效果比较.结果表明:应用协克里金方法,在综合考虑高程、坡度、坡向等影响要素的条件下,对降雨进行空间插值,其结果具有比较好的精度.     

梅江河流域年均降雨量空间插值方法研究

分析了降雨空间分布的影响要素及降雨空间插值的主要方法,并在此基础上,利用地理信息系统(GIS)的空间分析功能,综合考虑高程、坡度、坡向等影响降雨空间分布的多种要素,应用协克里金方法,探讨流域降雨量的空间插值问题及其应用,并与反距离权重法、克里金方法等单要素方法进行了降雨空间插值的效果比较.结果表明:应用协克里金方法,在综合考虑高程、坡度、坡向等影响要素的条件下,对降雨进行空间插值,其结果具有比较好的精度.     

Structural Spatial Interaction*

This paper identifies a concept of structural spatial interaction. Although it is defined differently from its counterpart of structural unemployment in economics, it attempts to define a similar idea. In economics, the focus is on equilibrium in the supply and demand of labor. In this paper structural interaction is that which minimizes aggregate distance travelled, subject to constraints on origins and destinations. The structural interaction model produces an equilibrium, therefore, in the supply and demand of movers, while identifying a spatially efficient trip distribution. It is portrayed as a type of relaxed interaction model and is illustrated using an example of structural migration with Canadian interprovincial migration data.     

基于NOAA NDVI的植被生长季模拟方法研究

在近几年里, 大尺度的植被生长季监测已经成为全球气候变化研究中的一个重要科学问 题。NOAA/NDVI 数据为研究植被生长季时空变化规律提供了重要手段。文章综述并分析比较了 基于NDVI 估测植被生长季开始、结束、长度等特征参数的方法: NDVI 阈值、时间序列分析、物候 期的频率分布型与NDVI 相结合、主分量分析、利用曲线进行拟合等方法。受不同因素影响, 各方 法有不同的应用局限性, 因此, 在以前研究的基础上, 利用较常用的四种方法: 阈值法、滑动平均 法、最大变化斜率、曲线拟合模型模拟了锡林浩特1991～1999 年的草原生长季, 最后利用野外实 测的草原返青期验证了监测结果。结果表明: 与地面观测数据相结合, 基于阈值可得到较好的草 原返青期; 基于曲线拟合模型能适用于大尺度上的植被生长季变化监测, 但存在问题是拟合曲线 很难接近于实际曲线, 因此, 需要进一步研究的内容是选择合适的曲线估测模型, 监测不同植被 类型生长季的年际变化规律。     

碳排放空间依赖视角下环境分权的碳排放效应

以环境管理人员在不同层级政府间的配置直接测算环境分权度,通过纳入财政分权指标,采用省级面板数据和动态空间计量模型从空间视角实证检验环境分权对碳排放的影响。结果表明：① 中国省域碳排放存在显著的惯性依赖和空间路径依赖,本地区碳排放的增加（降低）将带动相邻地区碳排放的上升（下降）。② 国家层面上,环境总体分权（ED）、环境行政分权（EAD）和环境监测分权（EMD）显著降低碳排放,环境监察分权（ESD）和财政分权（FD）则显著加剧碳排放。同样地,ED及其分解指标与FD的交互项也均显著促进碳排放,其影响大小与环境管理分权的类别相关。③ 不同地区环境分权的碳排放效应存在异质性。西部地区ED、EAD和EMD对碳排放产生的抑制效应明显大于东、中部地区,而东部地区ED及其分解指标与FD交互项对碳排放的抑制作用强于中、西部地区。     

中国陆地区域气象要素的空间插值

在区域农田生态系统生产力模拟模型研究中，空间插值可以提供每个计算栅格的气象要素资料。然而，在众多的气象要素空间插值方法中，并没有一种适合每一个气象要素的普适的最佳插值方法。本文以全国７２５站１９５１～１９９０年整编资料中的旬平均温度和计算得来的６７５站的月乎均光合有效辐射日总量（ＰＡＲ）为数据源，选用了距离平方反比法（ＩＤＳ）、梯度距离平方反比法（ＧＩＤＳ）和普通克立格法（ＯＫ）等３种插值方法，进行了方法选取的探讨。交叉验证结果表明：３种方法中，温度插值的平均绝对误差（ＭＡＥ）的排序为ＩＤＳ＞ＯＫ＞ＧＩＤＳ，其值分别为２．１５℃、１.９０℃和 ｌ．３２℃；在作物生长季节（４－１０月），ＭＡＥ分别 ２０℃、１．９℃和 １.２℃ ，表明ＧＩＤＳ在温度插值方面更具实用价值；对于ＰＡＲ，ＭＡＥ的排序为ＯＫ＞ＧＩＤＳ＞ＩＤＳ，其值分别为 ０．８３ＭＪ／ｍ２、０７１ＭＪ／ ｍ２和 ０．４６ＭＪ／ｍ２，说明复杂的方法并不必然具有更好的效果。对这２个气象要素的空间分布特征分析表明：温度和ＰＡＲ的经、纬向梯度和高度梯度均具有明显的季节性变化特征；温度的纬向梯度有近似正弦曲线的较强的季节变化，表现为夏季高，而冬、春季低；温度的高度梯度年     

1982-2006 年中国东部春季植被变化的区域差异

分析了中国东部1982-2006 年4-5 月归一化差值植被指数(NDVI) 的空间格局和变化趋势空间分布,通过聚类分析辨识了植被活动变化过程的主要模态,并探讨了他们与温度和降水变化的相关关系。结果表明：(1) 多年平均的春季植被活动呈现南强北弱的分布特征,由强到弱的过渡带大约位于34°~39°N;(2) 1982-2006 年,华北平原、呼伦贝尔草原和洞庭湖平原的春季植被活动呈显著增强的趋势,其中华北平原NDVI 增速高达0.03/10 年(r² = 0.52;p <0.001),长三角和珠三角地区则呈显著减弱的趋势,其中长三角地区NDVI减速达-0.016/10 年(r² = 0.24;p = 0.014);(3) 1982-2006 年春季植被活动变化过程的区域差异鲜明,并呈现层次性特征,首先是长三角和珠三角与其他地区的差异,前者呈减弱趋势,后者呈增强趋势,其次是呼伦贝尔草地、华北以及江南—华南地区与东北地区、内蒙古东部和东南部及长江下游地区的差异,前者持续增强,后者以1998 年为分界点先增强后减弱,再次是各个模态年际变率的差异;(4) 半湿润—半干旱的草地和农田区植被活动与降水量变化显著正相关,半湿润—湿润的森林区植被活动与温度变化显著正相关,温度或者降水最高能解释NDVI 60%的方差。     

雅鲁藏布江流域植被格局与NDVI分布的空间响应

雅鲁藏布江流域海拔高差约达7 000 m,气候条件复杂、生态系统类型多样,植被格局空间变化显著.笔者基于1:100万植被类型图、SPOT_VEGETATION NDVI数据集和数字高程模型(DEM),综合运用GIS空间分析技术,提取与定量分析了流域主要植被类型、空间分布特征,并结合海拔梯度、气候条件变化探讨了流域植被格局与NDVI空间变化的耦合关系.结果表明:(1) 雅鲁藏布江流域植被类型包括针叶林、阔叶林、灌丛、荒漠、草原、草丛、草甸、高山植被等11个植被型组,21个植被型,其中米林宽谷的植被型最多,自下游至上游的山南宽谷、日喀则宽谷及马泉河宽谷随着海拔梯度的变化,植被类型多样性总体呈下降趋势.(2) 随着海拔的增加,植被型组和植被型的个数均呈先增大后减小的趋势,以海拔3000～4 000 m和4 000～5 000 m最多,流域植被格局的垂直地带性显著.(3) 流域植被格局与NDVI变化表现出较好的空间一致性.针叶林、阔叶林和草丛等3个植被型组的NDVI值均以10-12月最大,其余8个植被型组的NDVI值均以7-9月最大、1-3月最小.海拔3 000 m是流域尺度植被格局变化的一个转折点.     

城市植被尺度鉴别与分类研究

城市地物具有多尺度分布特点,尺度鉴别与确定是分类的前提。提出改进的面积相对差指标,根据城市植被的分布状态确定最优分割尺度。采用面向对象方法,利用对象的光谱和空间信息对高空间分辨率影像进行植被分类。与基于像元的传统光谱分类方法和单尺度分类结果比较,最优分割尺度的鉴别和面向对象的分类方法分类精度较高,6种城市植被的分类总精度达85.5%,Kappa系数为0.83;同时有效抑制了光谱数据分类中存在的地物破碎问题。     

塔里木河干流区天然植被的空间分布及生态需水

塔里木河流域荒漠河岸林具有重要的生态、经济和社会效益。本文以塔里木河干流的荒漠河岸林系统为对象,借助于卫星遥感、GIS等技术,研究塔里木河干流区各河段天然植被分布特征,应用缓冲区梯度分析方法对林地分布结构和生态需水进行分析。结果表明： （1）塔里木河干流区天然植被面积为146.1×10⁴ hm²,占研究区总面积的35.18%;北岸天然植被面积较南岸多46.34×10⁴ hm²。（2）塔里木河干流区荒漠河岸林分布随距离河道的增加呈波动下降趋势。在影响保护带、基本保护带和重点保护带下,天然植被保护范围分别为4.7～30.1 km、2.2～24.2 km和0.8～12.3 km。（3） 塔里木河干流区天然植被总的生态需水量为21.932×10⁸ m³,在重点保护带、基本保护带和影响保护带下,生态需水量分别为9.56×10⁸ m³、14.97×10⁸ m³和19.08×10⁸ m³。根据荒漠河岸林的分布特征和保护目标,对塔里木河干流用水作统一规划和协调是符合实际的生态治理措施。     

降雨信息空间插值的不确定性分析

文章以潮白河流域为样区,根据58个雨量站1990年的降雨观测数据,采用反距离权重法、克立格法、样条函数法、趋势面法等插值方法,分析了站点数量变化、时间尺度变化、栅格像元的尺度变化、插值方法的差异对降雨数据空间插值结果的影响,剖析降雨插值中的不确定性。结果表明：（1）插值站点数量越大,区域降雨插值的不确定性越小;（2）像元尺度在50m~1000m间变化对降雨插值的不确定性只有微弱的影响;（3）对应于时间尺度由年到月到日的变化,降雨插值的不确定性随时间尺度的减小而显著增大;（4）不同插值方法影响到降雨空间插值的不确定性水平。为了减少降雨信息空间插值的不确定性,根本途径是要引入第三方相关变量,并将其整合到现有的插值算法中。高相关性变量的选取及其与插值模型的整合方式将成为降雨插值研究的主导方向。     

空间相互作用模型中的目的地竞争效应 ——基于中国城市间铁路客流数据的实证研究

目的地竞争模型是空间相互作用领域的重要进展之一,但其有效性尚未得到一致认可,且缺乏基于中国的实证依据。基于中国2010年城市间铁路客流数据,采用目的地竞争模型进行实证分析,并与传统空间相互作用模型相比较,以检验目的地竞争模型在实际应用中的有效性。结果表明：① 空间结构对中国城市间铁路客流存在显著影响,目的地之间存在较强的竞争效应;② 目的地竞争模型的引入显著地减弱了距离衰减参数的空间自相关程度,较大程度上改善了传统空间相互作用模型的距离衰减参数标定偏误问题;③ 既有研究中在区域尺度下对传统空间相互作用模型（即重力模型）参数的标定及实证分析可能会存在偏误,目的地竞争模型这一改进模型具备应用价值。