天津表土PAHs的空间主成分与污染源分析

在多元空间结构分析的基础上,应用空间主成分分析方法研究了天津表层土壤16种多环芳烃(PAHs)的空间主成分特征,并在此基础上探讨了空间污染源问题。分析结果显示,从总体来看,PAHs主要的污染源是燃烧源和石油源。从不同空间尺度来看,石油源的影响范围一般在5km以内,而燃烧源的主要影响范围在5~10km之间,在更大的范围上,可能是天然源,或者区域性的大气沉降。     

山东省人口空间分布格局的多尺度分析

人口空间分布具有一定的尺度依赖性,从不同尺度上对人口空间分布格局进行分析,可以更确切、真实地揭示人口的空间分布规律,为制定区域发展规划、灾害评价、环境保护等提供科学依据。本文以山东省为研究区,运用空间自相关方法和统计相关分析方法,比较市级、县级、1 km三个尺度上人口分布的空间自相关性及其与环境—经济因子的统计相关性,试图探讨不同尺度下人口的空间分布模式及影响(指示)因素,从不同尺度揭示人口的空间分布格局特征。结果表明:①从不同尺度对人口的空间分布格局进行分析,可以得到从宏观到微观不同详细程度的信息。从市级尺度分析,可以得到山东省整体的人口空间分布特征;从县级尺度分析,可以得到山东省各市内部的人口空间分布特征;从1 km尺度分析,可以得到山东省各县内部的人口空间分布特征。②不同尺度上,人口的空间分布格局特征不同。市级和县级尺度上,人口分布受环境—经济因子的影响表现出与一些因子显著相关,而受空间集聚的作用较小;1 km尺度上,人口分布与环境—经济因子的相关性较小,而主要受空间集聚的作用,在县内部,人口往往集中分布于某一区域,呈现出典型的集聚分布模式。     

空间尺度上推方法的精度评价——以内蒙古锡林郭勒盟土地利用数据为例

不同的空间尺度上推方法会导致不同程度的信息丢失、信息歪曲等后果;但目前少有研究在较长的尺度序列上、对不同尺度上推方法所得成果开展精度分析。本研究首先提出尺度上推方法精度评价的三个准则,即:保持土地类型构成特征、保持土地面积精度、保持土地空间分布格局和斑块形态;继而使用格点中心值、最大面积斑块、最大聚合面积斑块等3种尺度上推方法,配合100 m～50 km土地利用数据开展尺度转化实验;最后基于上述评价准则和尺度上推实验所得的系列输出结果,分析了不同尺度上推方法的精度。研究表明:(1)格点中心值上推方法能更好地保留区域土地类型构成、土地面积精度等特征;(2)锡林郭勒盟地区土地研究的适宜尺度应小于10 km,最大不应超过30 km;(3)在尺度上推过程中,土地斑块的平均面积、形态以及空间分布格局对尺度上推成果精度有着重要影响。     

北京市健身俱乐部多尺度空间格局

城市健身俱乐部是现代城市游憩空间中的新事物。利用点格局识别和探索性数据分析方法,借助GIS和地统计分析等软件,分析北京市健身俱乐部空间格局特征。最邻近距离系数和样方分析表明,健身俱乐部在全局尺度上存在明显空间聚集,但在行政分区和交通线路分割的单元中,则表现出聚集、随机和离散分布的不同空间格局。1~5km共5个尺度格网单元统计分析进一步验证了健身俱乐部空间格局具有显著尺度效应。样本密度、最邻近距离系数、Moran’s I系数分析发现,样本密度和最邻近距离系数均呈现明显的空间分异和空间自相关,其中2km、3km尺度反映的微观形态特征最为显著。证明全局尺度并非分析健身俱乐部空间格局的唯一和最好尺度,部分微观单元上空间格局将更明显,格局特征也可能会与全局尺度相反。因此多类型、多尺度统计单元能够更全面地反映点要素分布的规律。多尺度空间格局研究,为准确描述城市游憩空间中的点要素空间格局特征,提供了新的研究思路和具体实证。     

基于小波的浙江省NDVI与自然—人文因子多尺度空间关联分析

对地表植被的空间分布格局及其与自然、人文因子间的关系开展综合的、多尺度的定量分析,这是全球气候变化背景下土地利用与覆被研究中的一项重要内容。以地处亚热带湿润季风区的浙江省为研究区,设置了东西向(样线A)和北南向(样线B)两条样线,并应用小波分析方法对研究区NDVI、高程、坡度和土地利用强度等因子的尺度特征以及这些因子间的多尺度相关关系进行了分析。结果表明:1研究区内,NDVI、高程、坡度及土地利用强度的空间分布格局存在四个尺度域;2上述因子在样线A及样线B上的空间分布分别存在两个主要特征尺度,其中东西向(样线A)上的特征尺度为40 km和80 km,北南向(样线B)上主要的特征尺度为30 km和50 km;3在较大尺度域(8 km以上),土地利用强度是影响NDVI空间分布的最主要因素,而在小尺度域(0~8 km),坡度和高程因子成为影响NDVI分布的主要因子。研究还认为,小波分析方法为识别地理要素空间分布的特征尺度、量测要素间任意尺度、任意位置上的相干关系,提供了方便的工具。     

多元统计回归及地理加权回归方法在多尺度人口空间化研究中的应用

对统计型人口数据进行格网形式的空间化可更直观地展示人口的空间分布,但不同的人口空间化建模方法和不同的格网尺度在表达人口空间化结果方面存在差异。本文在人口特征分区的基础上,引入DMSP/OLS夜间灯光对城镇用地进行再分类,采用多元统计回归和地理加权回归方法(GWR),开展人口统计数据空间化多尺度模型研究,生成1 km、5 km和10 km等3个尺度的2010年安徽省人口空间数据,并对3个尺度下2个模型结果进行精度评价与比较。结果表明：人口空间数据精度不仅与建模所用方法关系密切,还受到建模格网尺度大小的影响。基于多元统计回归方法的模型估计人口数与实际人口的平均相对误差值随着尺度的增加而降低,而基于GWR方法获得的人口空间数据误差值随着尺度的增加而升高。整体来看,基于GWR方法的1 km研究尺度的人口空间数据平均相对误差最低(22.31%)。区域地形地貌条件与人口空间数据误差有较强的关联,地貌类型复杂的山区人口空间数据误差较大。     

塔里木河流域荒漠河岸林胡杨群落的空间格局研究

 以塔里木河流域荒漠河岸林胡杨群落为研究对象,研究优势种胡杨与灰胡杨种群径级结构、空间分布格局与空间关联性。结果表明,胡杨和灰胡杨种群径级结构均呈倒金字塔型,属衰退型种群。胡杨种群在1～25 m尺度内呈聚集分布,灰胡杨种群在2～23 m尺度内呈聚集分布,胡杨种群聚集强度大于灰胡杨。随种群生长发育,胡杨和灰胡杨聚集尺度范围及聚集规模逐渐减弱,大树趋于随机分布。灰胡杨不同生长阶段在0～25 m空间尺度上相互独立,胡杨小树与中树在5～10 m空间尺度上相互依存。胡杨中树与灰胡杨中树在大尺度空间(＞23 m)上相互排斥; 胡杨与灰胡杨种群在小尺度空间(2～3 m)上相互依存,中尺度空间上相互独立。     

大明山云贵山茉莉种群的小尺度空间格局

种群的空间分布类型与空间关联性是空间格局研究的两个主要内容.应用点格局分析方法对广西大明山云贵山茉莉种群在0～10 m尺度上的空间格局及其随尺度的变化规律进行了研究.结果表明:1.云贵山茉莉种群在不同尺度(0～10 m)上的空间分布差异不显著,均呈随机分布;2.在0～6.5 m尺度上,云贵山茉莉种群3个龄级均匀分布特征比较明显,而在6.5～10 m尺度上则为随机分布;3.龄级1和龄级2个体在0～10 m尺度上都有显著的正关联;龄级1和龄级3个体在尺度0～2 m上呈正关联,而在2～10 m尺度上无关联;龄级2和龄级3个体在研究尺度上无关联.     

栅格化属性精度损失的评估方法及其尺度效应分析——以四川省1:25 万土地覆被数据为例

选择在600 m~30 km 16 个尺度上,在ArcGIS 中利用常用的面积最大值法(Rule ofMaximum Area,RMA) 对2005 年四川省1:25 万土地覆被矢量数据进行栅格化,并采用两种属性精度损失评估方法：传统的常规分析方法和一种新的基于栅格单元分析方法,来对比分析在这两种评估方法下RMA栅格化的属性(这里是指面积) 精度损失随尺度的变化特征。结果表明：(1) 在同一尺度下采用基于栅格单元方法分析所得的研究区平均属性精度损失大于常规分析方法分析得到的平均属性精度损失,且二者之间的差异在1~10 km内很明显,当栅格单元大于10km时,两种方法得到的平均属性精度损失的差值稳定,且其随尺度的变化曲线趋于平行;(2) 基于栅格单元分析方法不仅能够准确地定量估计RMA栅格化的属性精度损失,而且能客观地反映属性精度损失的空间分布规律;(3) 对四川省1:25 万土地覆被数据进行面积最大值法(RMA)栅格化的适宜尺度域最好不要超过800 m,在该尺度域内数据工作量适宜,且RMA栅格化属性精度损失小于2.5%。     

基于长时相数据的同类型景观指数相关性幅度效应分析——以石家庄为例

基于多源长时相数据,对景观指数相关性与时间、空间幅度的相关关系进行了定量的实证分析。研究结果表明:在时间幅度上,4期数据的蔓延度指数的相关性随时间幅度变化趋势基本一致;面积-周长指数的相关性在某一特定的幅度内(20~50km)最为显著,其他范围内随时间有着明显的波动;形状指数相关性随时间幅度出现较大变化,相同空间幅度内4期数据的极差值分布在0.3~0.9之间;多样性指数相关性的变化趋势与面积-周长指数相似。在空间幅度上,不同类型的指数的相关性各异,但在30~50km范围内相关性最为稳定。其中,周长-面积指数相关性随空间幅度变化较大;形状指数的独立性较强,两两之间的相关性随空间幅度的变化没有规律可循;而蔓延度指数之间的相关性较高,不受空间、时间幅度影响,表现为强强相关;多样性指数的相关性最高也最为稳定,表现为极显著相关。结合时间幅度和空间幅度的相关性分析,得知在进行景观分析时,特别是研究区半径为30~50km的范围内,景观指数的相关性最大,信息重复度最高,使用指数时应进行严格筛选。     

太湖流域典型地区土壤全氮的空间变异特征

在地理信息系统的支持下 ,运用地统计学方法分析了太湖流域典型地区耕层土壤全氮的空间变异特征 ,并在此基础上利用BlockKriging法绘制了土壤全氮的空间分布图。结果表明 ,研究区域土壤全氮具有明显的空间自相关性 ,自相关距离在 16km左右。在 4 0km步长变化范围内 ,土壤全氮的空间变异表现为明显的各向同性特征 ,超出此范围 ,各向异性趋向明显。Kriging插值结果表明 ,土壤全氮含量在江阴和宜兴境内要高于锡山和武进境内 ,且高值斑块区主要分布在地势低洼的圩田区。     

中国中心城市公路客运联系及其空间格局

依托中国地级中心城市间的公路长途客运联系数据,运用GIS空间网络分析方法,对中国公路客运联系网络结构及其分布格局进行清晰的空间解构。研究显示：公路客运联系强弱与城市人口规模和经济总量相关性较强,而与经济发展水平不相关性;中国人口经济密集分布的东中部地区中心城市间的公路客运联系密切,呈现区域性集聚的分布格局;最为密集的区域为长三角、珠三角两地,而京津冀、山东省、河南省和成渝地区的集聚程度也相对突出。总体上,中国公路客运联系以各省份的省会及区域中心城市为联系中心,以区内其他城市为联系对象,在中短途客运距离内形成自成一体的区域性空间集聚。研究表明：中国公路长途客运联系的适宜空间距离应在500 km以内,最佳客运距离为100~300 km左右;中国公路长途客运联系在200 km内是随着距离增大而增加,之后则呈现二次曲线型的距离衰减趋势;细分各距离区段内的公路客运联系可以清晰识别城市群内、省域内、省际间及大区域间等不同空间尺度下区域交通联系的结构特征。     

海冰离散元模型的研究回顾及展望

为描述极区及副极区海冰在不同尺度下的离散分布特性,以及海冰与海洋结构相互作用过程中的破碎性能,海冰的离散单元模型从上世纪80年代发展起来并不断完善。本文将海冰离散单元模型分为地球物理尺度( ~100km)、浮冰块尺度(10m ~ 10km)和海洋结构尺度(1m ~ 100m)等三种不同尺度,讨论了不同尺度下海冰的离散分布规律或海冰由连续状态向离散状态转化的动力过程。通过对块体、圆盘和颗粒不同形态的海冰离散单元模型的介绍,对其在极区海冰的动力特性、海冰重叠堆积及其与波浪的作用过程、海冰与海洋结构的相互作用中的应用进行了分析,对海冰强度的尺度效应进行了讨论。最后,讨论了海冰离散单元模型中存在的问题和重点研究内容。     

文化产业空间尺度效应研究——以西安市为例

以西安市为例,利用绕城高速内文化企业空间点数据,借助ArcGIS 9.3软件创建不同尺度方格网并计算格网内文化企业点数和密度,运用基尼系数、Global Moran's I指数和Kriging插值来探讨文化产业空间尺度效应。结果表明：① 研究尺度的增大对文化企业空间集中程度具有“稀释”作用,稀释能力随着尺度的增大而减弱,这种稀释作用具有一定的尺度“阈值”;② 格网尺度超过1.5 km×1.5 km时,集中程度随尺度变化较小;③ 根据基尼系数和Global Moran's I指数的变化情况,将文化产业空间分为三个尺度层次,微观尺度（0.1 km×0.1 km~0.6 km×0.6 km）下自相关系数随尺度增大而快速增大,中观尺度（0.6 km×0.6 km~2.8 km×2.8 km）下高水平波动,宏观尺度（2.8 km×2.8 km以上）下趋于稳定;④ 从微观到宏观尺度,文化产业沿着散点—极核—轴带—团块格局演变,文化产业的尺度效应是由空间单元划分引起相邻文化密集区的空间重构造成的;⑤ 研究的实践意义在于,进行文化产业规划和制定相关政策时,应针对文化产业不同尺度的空间特征做出不同层次的安排,以利于文化产业的合理布局和健康发展。     

天津市不同土地利用类型土壤中多环芳烃的含量特征

本文分析了天津不同土地利用类型表层土壤若干多环芳烃组分的含量特征及污染水平。结果显示,城市绿地土壤中多环芳烃的含量最高,污灌农田土壤中一些组分的含量也较高,但多数组分与普通农田、荒地等其他土地利用类型相差不大;在6种土地利用类型中,低环/高环在大部分地区小于1,说明天津地区多环芳烃污染主要以燃烧源为主。芘/苯并(a)芘参数值则反映出市区绿地土壤受交通污染的影响比较大;各种土地利用类型土壤表层均受到了一定程度的多环芳烃污染,其中城市绿地土壤污染程度较为严重     

三工河流域绿洲土壤有机碳的空间分布

为理解大尺度下土壤有机碳的空间分异特征,运用遥感与GIS技术,结合地统计学方法研究了三工河流域农业绿洲0~20 cm土层土壤有机碳的空间格局特征。结果表明:①流域尺度的土壤有机碳含量的理论变异函数符合球形模型,F检验达到极显著水平,在2~20 km的中尺度上具有中等强度的空间变异性和自相关性;②流域空间尺度上,土壤有机碳主要变化在4.5~6 g\5kg-1和10.5~12 g\5kg-1范围中,阜康绿洲区土壤有机碳含量明显要高于阜北绿洲区。土壤有机碳平均含量耕地最高,其次为草地,最低的为裸地。流域空间土壤有机碳储量为17.07×105 t,单位面积土壤有机碳储量:阜康绿洲>全流域>阜北绿洲。     

土壤碳库研究中土壤数据从矢量到栅格的等精度转换

矢量数据转换成栅格数据是多数区域土壤碳库研究中数据准备的关键步骤。本研究以太湖地区1:5万、1:50万、1:400万3个比例尺土壤矢量数据库为基础,分别转成不同分辨率的栅格数据;基于不同比例尺和栅格分辨率数据,研究水稻土表层(0～20cm)的土壤类型数量、面积、有机碳储量以及有机碳密度变化,并以矢量数据获得的这4个指标为基准,用相对变异百分数(VIV)来判别不同栅格数据与其对应比例尺土壤矢量数据之间的精度差异。结果表明,在4个指标的|VIV|<1%前提下,3个比例尺矢量数据分别转换成0.2km×0.2km、1km×1km、9km×9km的栅格数据,既保证数据转换过程中精度要求,又避免了数据冗余。土壤数据比例尺与栅格分辨率等精度转换对应关系可描述为y=0.0225x-0.01233(R²=0.999),对区域土壤碳循环研究具有重要参考价值。