基于植被动态的黄土高原生态地理分区

生态地理区划作为自然区划的新分支,近年来受到国内外地理学者的广泛关注,其在认识地理分异规律及区域规划活动中发挥着重要作用。传统生态地理分区多依据自上而下的三级演绎途径,且对于多分区方案的对比与优选缺乏定量化准则。黄土高原作为中国典型的生态脆弱区,植被生长与恢复对缓解当地生态困境十分重要,因此以植被多年动态一致性特征作为分区合理性的评价指标,有助于准确揭示当地生境特点及分异规律。为此,选取热量类、水分类、地形类及地表覆被类共9个指标,采用自组织映射网络（SOFM）与GIS空间分析技术,基于黄土高原近30年来自然本底与覆被状况进行生态地理分区;并依循植被动态一致性准则,依据两步筛选法对多种方案进行优选,最终将黄土高原分为六大生态地理区。研究表明：黄土高原修正6分区方案在12个备选分区方案中效果最好;同时,修正6分区方案多年平均NPP离散系数最低,表明该分区内部离散程度最小。分区方案与既有分区方案相比具有较好的一致性,但由于区划尺度存在一定的差异,整体区域划分更为清晰。对生态地理分区方案优选定量方法的探索,有助于提升自下而上生态地理区划的客观性。     

基于遥感反演参数与双约束空间聚类算法的湖泊营养物生态分区

中国湖泊营养物水平和富营养化效应存在显著区域分异特征,开展湖泊营养物生态分区研究,是实现湖泊分区控制的前提和基础。本文以云贵高原亚热带湿润区为案例区,通过遥感反演得到研究区域湖泊水体的叶绿素a(Chl-a)、总氮(TP)和总磷(TN)含量,从自然地理要素、生态系统和人类活动3 方面建立指标体系;根据研究区域 DEM数据划分小流域,将各指标因子投影到小流域;在小流域尺度上,采用数理统计方法定量分析各指标分别对 Chl-a/P 与Chl-a/N 的作用,计算两种湖泊营养物生态分区评价分值;采用双约束空间聚类算法对小流域尺度上两种湖泊营养物生态分区评价分值共同进行聚类,形成湖泊营养物生态分区结果。研究发现：①通过遥感反演模型可以将少数呈点状分布的监测数据推演到面上,这在一定程度上弥补了有限的野外监测数据量难以支撑湖泊营养物生态分区的不足;②通过构建各指标因子分别与湖泊水体中Chl-a/P、Chl-a/N 的定量关系,实现了湖泊营养物生态分区中湖泊水体微观指标与湖泊流域宏观指标的有机结合;③采用双约束空间聚类进行湖泊营养物生态分区,保证了分区结果在空间上的连续性和评价分值上的接近性;④根据自然地理条件、土地利用和人类活动强度的不同,将云贵高原亚热带湿润区分为4 个区：北云南高原湖区、滇南河谷山原湖区、桂西-滇东-黔南岩溶湖区、贵州高原东北部湖区。本文提出的基于双约束空间聚类的湖泊营养物生态分区方法也可以作为其它地区乃至国家尺度湖泊营养物生态分区的借鉴。     

地理国情分类区划模型构建及实证研究——以河南省为例

地理国情分类区划是认知和分析地理国情的有效途径,是研究认识地理国情类型特征、组合及其演变趋势的区域差异和地理国情空间分异的基础。本文通过对地理国情普查的基本统计数据进行分析,制定了地理国情分类区划的指标体系;基于多维尺度分析和聚类分析,构建了地理国情分类区划模型。选择河南省地理国情普查数据,对其进行分类区划实验。通过对地理国情数据进行多维尺度分析,根据分析的可视化结果,可直观地确定地理国情的分类区划数,并将此设置为初始的聚类数;在此基础上进行k均值聚类,可实现河南省地理国情的分类区划,通过对各聚类簇中指标数据特征进行分析,并根据各聚类簇中心对区划各类型进行定义和解释,最后对聚类结果进行空间化表达。结果表明：河南省地理国情可划分为指标数据极值区、指标数据低值区、指标数据中值区和指标数据高值区4类,且根据空间集聚性分析,可判断分类区划的空间集聚效应显著,各区划类型间相互包容和渗透,集聚呈4条西南?东北的条状带。该项工作可为统筹地理国情与区域可持续发展,制定切实可行的区域发展政策提供科学依据。     

生态地理区域界线划分的指标体系

生态地理区域界线由一系列反映生态地理区域特征的指标为依据 ,通过其空间差异落实到具体的空间位置上。客观地认识和划定生态地理区域界线是揭示生态环境时空有序性的重要途径 ,是地域系统研究的基础。生态地理区域界线是两个相邻的、彼此不同的生态地理区质上转变的线或带 ,反映同一等级内划分出来的内部相对一致性与外部的差异性。界线代表有一定宽度的带 ,而且可能随着时间而迁移变化 ,等级越低界线越明显 ,等级越高界线越宽。在生态地理区域划分中 ,先选择人力不能大规模改变的几个主要因素 :温度指标 ,主要指标是日平均气温≥ 1 0℃的天数和积温 ,最冷月平均气温 ,最暖月平均气温等 ;水分指标 ,干湿指数 ,目前比较普遍采用的是年干燥度 ,它可以近似地表征某一地方的干湿程度 ;年降水量的资料通常比较可靠 ,但潜在蒸发的计算需要改进和提高。生态地理区域较高级单位的划分依据侧重考虑生物气候的差异 ,先注意水平地带性 ,由于气候台站的有限性 ,所划分出的界线往往用植被界线去修正 ;而垂直地带性则将潜在植被与气候联系起来 ,按照降水量、潜在蒸发率和生物温度来进行划分。如何处理级别与依据和指标之间的关系是另一个重要问题 ,在这个问题的处理上 ,国内外很不统一。     

基于本体的土地利用数据分类分级表达

空问数据分类分级表达是GIS最基本的功能之一.针对目前GIS中空间数据表达的不足,借鉴Frederico.T等学者关于本体驱动的地理信息系统中类的变化类型及其变化机制的思想,将土地利用中类的变化分为垂直导航和水平导航2种类型.利用OWL描述的地理数据分类等级体系中的一个概念导航到其父概念或子概念,通过合并地理本体中的某个地理概念的所有子概念所关联的地理要素类中的要素,实现地理空间数据内容的复合;通过将地理本体中的某个地理概念所关联的地理要素类中的要素分别归类到其子概念所关联的要素类中,实现地理空间数据内容的特化.基于本体方法研究地理数据分类分级表达是对目前地理空间数据可视化表达方法的有益补充和丰富.     

基于区域制定土地可持续利用[2]指标体系的分区方案

制定土地资源可持续性指标体系是"21世纪议程”中对各国提出的科学技术优先研究领域,为此国土资源部启动了中国土地资源可持续利用指标体系和评价方法研究.本文主要探讨制定区域性土地可持续利用指标体系的土地利用分区问题,服务于建立区域性指标体系,反映出不同区域土地可持续利用程度的不同评价标准和指标体系中指标类别的差异.根据分区基本依据,包括以自然特征和利用状况的相对一致性,注重使所划分的区域之间在重要指标或相同指标的阈值方面具有显著差异性,并兼顾行政区域的完整性,在全面分析不同区域的土地利用特性、生态环境条件、经济社会状况以及利用管理措施等基础上, 进行全国土地利用分区.最终全国共划分出10个土地利用区域,作为制定区域性土地可持续利用指标体系的分区范围.     

区域发展的地理学基础评估及其指标体系构建

本文总结了2004—2022年间对中国艰苦边远地区范围和类别划分的管理理论认识。作为一种地理学理论探索,首先聚焦中国艰苦边远地区存在的地理学基础及其发展可能性。在方法学上,研究了区域产出与区域特征要素的关系,从自然地理环境、交通区位、社会发展等方面界定了地理学三大本性内涵,科学地构建了区域发展的评价指标体系,并开发了相关地理信息科学数据挖掘方法。研究得到的重要发现是,在现代区域发展中,区域第一地理学本性依赖的第一类地理要素,其重要性接近70%,区域第二地理学本性依赖的第二类地理要素的贡献率接近17%,正在发展的第三次产业革命依赖的第三类地理要素贡献约达到了13%,验证了第一本性的地理要素在区域发展中发挥了重要作用,意味着区域发展面临第一本性地理要素的锁定效应和地理工程改造的必要性,要实现区域创新发展需要依赖三个地理本性的进化作用。当前中国区域发展到了需要重点提高人均受教育水平、发展区域信息化能力的社会创新发展阶段,其政策关键是推进区域新型城镇化和提升乡村振兴。     

施甸县土地利用综合分区研究

根据云南省施甸县土地利用综合情况,共选取该区域社会经济、土地资源和生态环境3方面13个相关指标建立评价指标体系。先运用主成分分析法对施甸县进行土地利用综合评价,再运用系统聚类分析法对结果进行划分,并结合施甸县的地理特征,将施甸县划分为了中部山区半山区土地利用综合区、西南部山坝结合土地利用综合区、西北部山坝结合土地利用综合区、南部山坝结合土地利用综合区、东南部高寒山区5个土地利用综合区。同时,运用ArcGIS技术绘制施甸县的土地利用综合分区图。分析施甸县土地利用综合分区情况,区域特点明显,差异较大。应在不同区域内统筹安排生产、生活、生态空间。并根据区域实际,融合“多规合一”理念,调整土地利用结构,优化其空间布局,完善基础配套设施等。     

基于区域制定土地可持续利用指标体系的分区方案

制定土地资源可持续性指标体系是“21世纪议程”中对各国提出的科学技术优先研究领域，为此国土资源都启动了中国土地资源可持续利用指标体系和评价方法研究。本文主要探讨制定区域性土地可持续利用指标体系的土地利用分区问题，服务于建立区域性指标体系，反映出不同区域土地可持续利用程度的不同评价标准和指标体系中指标类别的差异。根据分区基本依据，包括以自然特征和利用状况的相对一致性。注重使所划分的区域之间在重要指标或相同指标的阈值方面具有显著差异性，并行政区域的完整性，在全面分析不同区域的土地利用特征、生态环境条件、经济社会状况以及利用管理措施等基础上，进行全国土地利用分区。最终全国共划分出10个土地利用区域，作为制定区域性土地可持续利用指标体系的分区范围。     

基于水环境约束分区的产业优化调整——以江苏省太湖流域为例

基于水环境保护与区域开发的相互关系,考虑水陆空间联系及水环境承载能力对区域产业布局的限制,构建由水环境容量和压力两方面要素为基础的水环境约束分区指标体系。以产业集聚发达、水网密集但水环境敏感性强的江苏省太湖流域为例,探索小流域评价单元划分、约束指标选择与空间叠置分析等技术。对区域水环境容量和压力的进行约束分区,划分为高压低容、低压低容、高压高容和低压高容等4种类型区。研究结果为发挥区域水环境质量和经济可持续发展的协同效应,制定差别化的产业准入政策提供科学依据。     

Generation of integral maps using the territory of a municipal district as an example

This paper further develops the ideas of V. B. Sochava’s Siberian school of thematic mapping concerning an integral approach in generating synthesis and assessment maps of the habitat on objective grounds confirmed by quantitative calculations. Maps of the natural environment display the invariant structure of the sites of a territory and their variable states. Integral indicators of the state of environment combine differentquality spatial information on the geographical location of the sites having regard to the scientific principles of qualimetry. An unbiased calculation of integral indicators is ensured through the use of the method of principal component analysis. The first principal component characterizes a maximum of variation in information on the geosystem, and the second component refers to a stable environment background. Their difference for each location corresponds to the potential of geosystem variability. The resulting integral indicators are displayed on assessment cartograms. The entire array of independent principal components is used for a classification of geosystems using the method of k-means clustering to create the typological map of the territory. Calculations are based on data for forest management of the Slyudyanka Leskhoz within the boundaries of the Slyudyanka municipal district of Irkutsk oblast. The territorial norm of the geographical environment corresponds to geosystems of the mountain-taiga belt of the Siberian stone pine and larch taiga on different-aspect slopes. Negative deviations from the norm are induced by high-mountain goletz and subgoletz geosystems on steep slopes, and positive deviations correspond to flat interfluves and gentle slopes.     

中国男性儿童呼气高峰流量参考值地理分布

为弥补健康男性儿童肺部呼气高峰流量参考值制定时忽略地理因素的影响,分析了健康男性儿童肺部呼气高峰流量参考值与地理因素的关系。收集中国各地健康男性儿童呼气高峰流量参考值,运用相关分析将健康男性儿童肺部呼气高峰流量参考值与选取的25项地理因素指标进行了研究,提取其中存在相关性的10项地理因素进行进一步分析。以空间自相关Moran’s指数分析数据,确定数据与空间及地理因素存在关系。用选定的10项指标进行BP人工神经网络与地理要素模拟分析。通过5层神经网络,选取含9个隐含层的1000次训练自学习建立模拟规则,用此规则模拟健康男性儿童呼气高峰流量参考值与地理环境的神经网络模型。运用ArcGIS地统计分析对数据进行分布检测,选取析取克里金法进行插值并输出参考值的地理分布图。研究表明神经网络预测与地统计插值可以很好的结合进行插值出图,分析出中国男性儿童肺部呼气高峰流量参考值与经度、海拔高度、年平均气温、年平均相对湿度、年平均风速、表土石砾含量、表土有机质含量、表土（粘土）阳离子交换量、表土（粉土）阳离子交换量、表土总可交换量存在关系。同时,分析了地理因素与医学指标间的关系,对其影响机制进行了讨论。     

湿地公园生态旅游开发综合评价研究——以盐城市盐渎公园为例

在评价湿地现有成果的基础上,以盐渎湿地休闲公园为例,利用层次分析法对湿地公园生态旅游开发进行综合评价。从生态环境、生态旅游资源、生态旅游开发等三方面着手,构建城市湿地公园生态旅游开发综合评价体系,然后对评价体系进行计算机处理、排序和检验,最后对各个评价因子进行模糊分类及分析,为城市湿地公园生态旅游的开发提供理论和实践依据。     

区域可持续发展评价:进展与展望

可持续发展的评价是目前可持续发展研究的热点和前沿。当前评价可持续发展的单项指标和指标体系在指标与可持续性的关系、指标权重的选择、指标的定量化、可持续性的总体判别方法、资本替代性与替代速度、指标阈值的确定等方面具有不同的局限性 ,这也是可持续发展评价的主要难点。可持续发展的评价必然要落实到不同尺度的空间地理单元上 ,区域发展是评价的对象 ,因而可持续发展的评价必然具有显著的区域性 ,不同区域的评价指标或指标体系必然会有所不同。社会、经济与人口的发展是人类社会发展的主要目标 ,而发展的可持续性依赖于自然环境的质量 ,包括自然资源的再生或替代、生命支持系统与生物多样性的维持或改善。据此 ,论文构建了区域可持续发展评价的理论框架和发展——可持续性二维评价坐标体系 ,并提出了“自上而下”和“自下而上”的指标遴选方法。     

The genetic and seasonal structures of river runoff of the continents

M.I. L’vovich’s classification is supplemented by new types of water regime of the world’s rivers; the types of seasonal runoff distribution are determined for the regions not supported by factual data in M.I. Lvovich’s treatise. A classification of the types of water regime is detailed, and a stability assessment is made for a typization of seasonal runoff structure by considering the rivers in different geographical belts of land.     

对自然地理区划方法的认识与思考

在研习和继承前人区划研究工作与成果的基础上, 着重于自然地理区划方法论及其体系的探讨。首先, 深入阐述了自然地理区划的内涵, 认为: 自然地理区划既是区域划分的结 果, 也是区域划分的方法与过程, 同时还是认识地理特征和发现地理规律的一种科学方法。 第二, 假设性认为自然地理区划是客观存在的, 针对不同的区划目的和采用不同的区划原则 所形成了不同类型的自然地理区划, 如部门区划与综合区划、区域区划与类型区划等, 则构 成了对区划对象的多角度认识, 并且这些区划间存在内在联系, 具有一定的一致性和可转换性。第三, 在分析总结各种自然地理区划方案研究的基础上, 提出了包括区划本体、区划原 则、区划等级系统、区划模型和区划信息系统的自然地理区划范式, 其中自然地理区划原则、等级系统和区划模型构成了区划方法的核心, 并且通过区划模型, 实现区划原则、指标体系 和单位等级系统的综合。最后, 论文对自然地理区划信息系统研究所涉及的主要科学问题和 主要功能作了简要的说明和讨论, 并指出: 在地理空间单元理论的指导下, 可以实现在统一 的科学框架下的各种自然地理区划的集成, 并为开展综合区划研究提供可用的技术方法。     

区域性土壤形成特征及其在土壤基层分类和土壤质量评价中的应用

结合区域基层分类研究提出了区域性土壤形成特征的概念，指出它们既是土壤基层分类的鉴别标准，也是决定区域土壤基础质量的重要因素。在分析典型区域土壤形成特征的基础上，探讨了它们在基层分类和土壤质量评价要素中的共性和应用，指出这有助于全面地理解土壤质量而不是简单地将其等同于耕层养分状况。介绍了服务于土壤基层分类和质量评价的公用数据库的结构。     

红树林湿地健康评价指标体系

根据红树林湿地健康的内涵及红树林湿地特征,分析红树林湿地结构与功能的关系,阐明影响红树林湿地健康的要素,确定健康评价指标选取的原则。在此基础上应用层次分析法(Analytical Hierarchy Process),构建红树林湿地健康评价指标体系。健康评价指标体系由目标层、要素层、要素亚层和指标层4个层组成,其中要素层包括植物群落结构、生物安全性、生境的完整性与稳定性、生境理化性质、生物因子指标5个方面,指标层包括物种组成、物种丰度、建群种比例郁闭度、龄组结构、更新等级等41个指标。     

A spatial data model design for feature-based geographical information systems

Abstract

In state-of-the-art GIS, geographical features are represented as geometric objects with associated topological relations and classification attributes. Semantic relations and intrinsic interrelations of the features themselves are generally neglected. In this paper, a feature-based model that enhances the representation of geographical features is described. Features, as the fundamental depiction of geographical phenomena, encompass both real world entities and digital representation. A feature-based object incorporates both topological relations among geometric elements and non-topological (semantic) relations among features. The development of an object-oriented prototype feature-based GIS that supports relations between feature attributes and feature classes is described. Object-oriented concepts such as class inheritance and polymorphism facilitate the development of feature-based GTS.