基于EVI指数的DMSP/OLS夜间灯光数据去饱和方法

DMSP/OLS夜间灯光数据被广泛应用于表征人类活动强度及其生态环境影响的诸多研究中,但因OLS传感器设计的局限,在用电强度较高的城市中心,灯光信号存在明显的饱和,这一不足可能影响到一些基于夜间灯光数据研究成果的可靠性。针对这一问题,NOAA-NGDC研发了辐射定标算法,但因缺乏星上定标系统,算法较为复杂,且受较多条件限制等原因,目前只有部分时期的辐射定标数据产品（RCNTL）。近期有学者提出一种基于植被指数NDVI构建的城市灯光指数VANUI,为灯光数据去饱和研究提供了一个操作简单且结果良好的方法,但该方法在一些城市效果不佳。基于此,本文综合利用夜间灯光与EVI指数信息,通过对VANUI指数构建方法进行改进,建立了一个新的缓解夜间灯光强度饱和的EANTLI指数。为了评价指数的效果,将EANTLI与VANUI从三个方面进行比较：① 区分、识别饱和区内地物的能力;② 与RCNTL的拟合程度;③ 对用电量估算的效果。结果表明：EANTLI在三个方面均表现出优势,在潜在饱和区内对特征地物具有更高的可区分性,与RCNTL的线性相关程度更高,与用电量的相关性相比于NTL、VANUI亦明显提高。因此可以认为EANTLI在指数的设计上较为合理,不仅易于计算,而且能达到较好的缓解灯光强度饱和、凸现城市内部差异的目的,在用于反演城市发展指标时能获得更为准确的结果,因此具有较高的应用价值。     

基于Internet与GIS的全球禽流感时空动态分析

全球禽流感的爆发具有年际尺度的周期性,且周期缩短、频率加快、危害增强,这种趋势与生态环境恶化有关;2003年以来全球禽流感的年内活动具有明显的季节性,多集中在秋末冬初和冬末春初,季节交替、气温变化剧烈是禽流感的诱发因素;通过对2000年以前和2003年以来禽流感发生地的制图研究,发现全球禽流感集中分布在从西欧、地中海、经西亚到东南亚再到拉丁美洲的弧形环带上,这里海陆交互作用强烈、飞禽和水禽活动集中,人类活动排放的某些化学毒物是病毒变异的诱因;将近年来全球禽流感时空分布与候鸟迁徙路线相比较,发现在亚欧非“世界岛”上的8条路线具有良好的对应关系,候鸟迁徙应是禽流感全球传播的重要途径。     

基于GEE的中国湖泊浮游植物生物量时空动态分析

随着全球变暖和社会经济发展,中国湖泊富营养化情况时有发生,迫切需要对中国湖泊的浮游植物生物量进行有效监测.本文选择了中国756个面积超过10km2的湖泊进行研究,基于Google Earth Engine(GEE)云端运算平台,反演2003-2018年间叶绿素a(chl-a)浓度数据,以此来分析研究各个湖泊的营养状态及...     

基于夜光遥感影像的粤港澳地区城市发展时空格局演变

将VIIRS时间序列夜光遥感影像首次应用于粤港澳地区,结合LandScan ^TM人口分布图等辅助数据,采用夜间灯光统计、位序-规模法则以及由基尼系数构建的夜光发展指数等方法,在地市级、区县级2种尺度上对其城市发展空间格局进行分析,探究其城市规模的时空演变情况。结果发现,2012—2018年粤港澳地区所有城市的夜光总量均呈现出增长的态势,但中小城市的增速明显高于大城市,汕尾市的夜光增长率高达310.35%。在位序-规模分析中,地市级与区县级的q值在2012—2018年分别下降了16.86%和13.52%,城市规模分布趋于分散的力量大于趋于集中的力量,城市间规模发展日趋平衡。夜光发展指数同样随时间的变化逐渐降低,城市内部夜光与人口之间的分配水平差距正逐渐弥合,中小城市的发展相对更快。同时,夜光发展指数下降最为显著的几个地级市均位于粤东地区,说明粤东地区近年来正展现出强劲的发展态势。     

中国区域创新的时空动态分析

基于探索性空间数据分析和验证性空间面板模型,本文探讨了2000年以来中国区域创新的时空动态。结果表明：① 自创新战略实施以来,中国各省区创新产出的年均增长率几乎都经历了一个剧烈的加速过程,说明区域创新能力的总体提升,但是,东部沿海地区仍然在创新产出中居于压倒性地位,导致“沿海—内陆”分化加剧和区域鸿沟的进一步突出,省区创新可能会陷入“强者愈强,弱者愈弱”的“马太效应”;② 中国区域创新产出与创新投入的空间集聚随时间推移不断强化,通过识别不同时期各变量“热点”,表明创新产出“热点”地区与创新投入“热点”具有高度的时空耦合特征;③ 人均GDP、研发投入、研发人员及在校大学生数对省区创新产出有显著的直接影响。省区间创新活动存在明显的空间溢出效应,其知识溢出的地理区域跨越了省区边界。空间依赖性的存在导致省区间创新活动具有反馈效应,相邻省区的知识溢出对该省区的创新活动具有实质性影响。     

基于生态压力指数的新疆生态安全时空动态分析

通过计算2000-2007年新疆各地州(市)的生态足迹和生物承载力,选取生态压力指数(EPI)构建区域生态安全评价模型,对不同地区的生态安全状况进行了评价并分析其时空动态变化。结果表明:①2000-2007年新疆各地州(市)人均生态足迹均呈增长趋势,而生物承载力总体上呈减少趋势。②西部大开发战略实施以来,新疆经历了由生态安全向生态不安全演变的过程;各地州(市)生态不安全程度逐年增加,且增加幅度不等。③新疆生态安全程度的空间分布呈现一定的规律性,北部地区＞中部地区＞东、西部地区＞天山北坡地区。     

基于不透水面的中国县城建成区识别与时空演变研究

县城建成区的时空演变特征是县城发展状态的重要指示器,对新型城镇化和乡村振兴战略决策具有参考价值。本研究基于不透水面数据构建中国县城建成区的识别方法,提出县城建设集中度指数,并由此揭示了2010—2020年中国县城建成区的时空演化特征。研究结果：(1)本研究建立的技术方法可有效识别中国县城建成区边界,制备的30 m×30 m数据集精度高于已有的典型数据集。(2) 2020年,中国超过64%的县城建成区面积在10 km²以下,面积超过20 km²的县城主要集中在黄淮海平原、长三角、海峡西岸以及湘、赣、川的省会都市圈。2010—2020年县城建成区扩张较快的县域主要集中在中西部省份,且呈现出在西南地区空间集聚的特征。(3) 2010—2020年近60%县域的县城建设集中度增加,县城建设集中度较高的县域集中在中西部地区。总体上,地形起伏度越大,县域经济发展水平越高,县城建设集中程度也越高,且随着时间变化集中趋势不断增强。研究认为,应当加强对县城建设用地的动态监测,提高建成区土地的节约集约利用水平,做大做强县城,推进以县城为重要载体的新型城镇化建设和城...     

基于夜间灯光影像的云南省建成区时空演变及影响因素分析

利用2012年、2015年、2018年和2020年的夜间灯光数据与统计数据,在4期建成区提取结果相对误差均小于5%的基础上,采用局部空间自相关、标准差椭圆、地理探测器等方法进行建成区时空格局与影响因素分析。结果表明：建成区扩张速度分布由2012—2015年的从中央到四周递减转变为2015—2020年的四周增速较高而中央较低,2012—2020年扩张强度有所提升,中强度及以上州市占比由2012—2015年的31.25%增加到2018—2020年的50%;建成区扩张速度的高高聚集区与热点区域均分布在滇中与滇东北,且建成区3个时间段内重心呈西北—东北—东南迁移趋势;扩张速度演变的主导单因子为路网密度、用水总量和人口密度,且因子间的交互作用均大于单因子作用。因此,需采取多管齐下、因地制宜的合理调控与正向激励政策来促进平衡发展。     

夜间灯光数据和兴趣点数据结合的建成区提取方法

提出一种夜间灯光数据和兴趣点(POI)数据相结合的建成区提取方法,根据NPP/VIIRS影像的亮度、纹理信息和POI数据的密度信息,分别利用阈值法对两种数据进行建成区提取,并应用数学形态学方法对提取结果进行融合。该方法利用POI数据位置准确、与建成区分布高度相关等特点,有效弥补了夜间灯光数据分辨率较低与灯光溢出问题,获取到较为准确的建成区边界。选取深圳、广州和惠州3个不同形态的城市,将该文方法与其他方法的提取效果进行对比,证明该方法提取精度较高,适用于市级尺度的精细化城市建成区提取和城市扩张研究。     

基于多重时空数据的新疆绿洲研究

绿洲是在特定的气候、地貌、水文、土壤、植被、动物等因素相互作用以及人类活动共同影响下而形成的自然综合体。即是在干旱区或荒漠背景下,由自然及人类共同作用,有利于人类及其他生物生存,且生产力明显高于周边的地域。利用近期新疆地区地形、降水、植被、草地、土壤等空间数据,以及2010年度新疆地区土地利用数据,应用GIS软件进行综合空间分析,获取了新疆地区干旱荒漠及绿洲区域的界线。2010年度新疆绿洲面积约占全疆总面积的9.54%,包括了天然绿洲与人工绿洲,两部分面积几乎各占一半。新疆地区绿洲的土地利用类型包括了各类林地、中高覆盖度草地、除冰川和永久积雪地的各类水域,沼泽地、城镇工矿居民点建设用地,以及各类灌溉耕地。     

武汉市海外旅游客源市场的时空动态分析

针对武汉市海外旅游客源市场的时序和空间数据,揭示出海外旅游客源市场发展波动明显,受国内外旅游业环境影响剧烈,客源市场空间分布不均,主要集中于港澳台地区、美国和日本;构建相应指标体系,利用SPSS主成份分析法,揭示出海外旅游客源市场的主要影响因子：人均可自由支配收入、与武汉市的空间距离以及客源地与我国的文化差异。利用灰色模型预测,建立GM（1,1）模型探讨了武汉市海外旅游客源市场的发展趋势：第一、二、三等级市场缓慢发展;第四等级市场发展速度将加快。     

基于夜光遥感影像与百度POI数据的中国城市群空间范围识别方法

提出基于夜间灯光遥感影像、电子地图兴趣点和社会经济统计数据等,以经济地理学中的“点-轴”理论为基础,以“点-轴集聚区”的识别为核心,利用迭代自组织聚类、聚合分析、指标阈值筛选等方法,识别中国城市群及其空间范围的技术方法。通过该方法识别出中国14个城市群,其中8个城市群的空间范围与规划范围接近;与规划范围不一致的则表现为三种情况,分别揭示出规划中需要考虑的不同问题。研究结果表明,本文提出的方法能突破行政边界限制,科学反映城市群辐射范围,客观反映城市之间的社会经济联系强度,并基于“现状-动态”视角有利于深入发掘潜在的城市群对象。研究结果可以为城市群规划和管理提供参考。     

基于夜间灯光影像数据的黄河流域中心城市建成区空间扩展及动力因子分析

研究黄河流域建成区扩展特征有助于透视用地开发效果和践行中心城市高质量发展规划。基于1992、1997、2002、2007、2012、2018年6期夜间灯光影像与统计数据,提取建成区范围,采用扩展强度指数、紧凑度指数、协调发展系数与灰色关联分析,探究1992—2018年黄河流域8个中心城市扩展的时空格局、质量及动力因子。结果表明：（1）黄河流域中心城市建成区面积分化明显,中下游城市扩展规模和强度大,扩展形态呈紧凑度普遍下降趋势。（2）夜间灯光影像数据刻画的西安建成区综合水平高、西宁水平低,银川综合发展快、兰州慢;除西宁、呼和浩特与太原外,其他中心城市平均夜间灯光指数在1997—2018年呈下降趋势,反映城市扩展水平降低。（3）中心城市人口-土地协调发展系数均呈波动下降趋势,除呼和浩特、太原和济南外,人口-土地由基本协调型向土地过快扩展型转变;中心城市经济-土地协调发展系数呈波动下降趋势,经济年均增长率降低,建成区面积年均扩展率增加,基本由经济过快增长型向经济-土地协调发展型转变。（4）中心城市空间扩展主要受经济发展（地区生产总值）影响;从中心城市整体看,全时段（1996—2018年）行政力（固定资产投资）和内源力（人口规模）影响作用较大,分时段（1996—2002年、2002—2012年与2012—2018年）行政力影响系数亦较高,市场力（社会消费品零售总额）与外向力（实际利用外资额）影响作用程度随时间增加明显。新时期黄河流域中心城市空间扩展应注重内部提质增效,提高建设用地利用效率,促进城市高质量发展。     

基于遥感数据的苏州市热岛效应时空变化特征分析

城市化对于城市环境的一个重要影响是热岛效应.为了研究苏州市20多年来城市化进程对热岛效应的影响,采用遥感与GIS相结合的方法来定量的分析城市热环境的时空变化.根据1986和2004年两个时相的Landsat TM影像提取了研究区的土地覆盖以及亮温信息,在此基础上通过统计分析和GIS的缓冲区分析对这18a来苏州地区的热岛时空变化及其与土地覆盖变化的关系进行了深入研究.分析结果表明,城市热岛与城区的空间分布之间存在明显的一致性.     

基于MODIS数据的蒙古高原积雪时空变化研究

利用Terra卫星和Aqua卫星提供的2002年9月1日~2017年5月31日每日积雪覆盖产品MOD10C1和MYD10C1,提取蒙古高原积雪日数、积雪面积、积雪初日及积雪终日信息,得到蒙古高原积雪特征分布和变化趋势,同时,结合蒙古高原108个地面气象观测站的气温资料,分析研究区积雪变化特征和气温的关系。结果表明：（1）蒙古高原平均积雪日数在60～90 d之间,积雪初日主要分布在315～335 d之间,积雪终日大多集中在31～61 d之间,蒙古高原东部地区积雪初日有明显的提前趋势,西南地区积雪终日有明显的提前趋势。（2）积雪面积在积雪季内呈 “单峰型”,1月份为积雪面积最大月,年均积雪面积呈微弱的下降趋势。（3）最大积雪覆盖面积与温度具有明显的相关性,稳定积雪覆盖区的临界温度大概介于-11~-8 ℃之间。（4）温度是影响积雪特征变化的重要因素。     

基于MODIS数据的太湖蓝藻水华时空变化规律研究

地处长江中下游经济和农业发达地区的太湖的水体富营养化问题严重,蓝藻水华频发。对太湖蓝藻进行实时监测和掌握其时空变化规律是治理蓝藻水华的前提。利用2000~2011年期间的1 341景MODIS影像,采用浮游藻类指数(floating algae index,FAI),提取太湖蓝藻水华信息,研究其时空变化规律。研究结果表明,2000~2003年,太湖水体零星蓝藻水华所占比例最大,太湖蓝藻水华发生面积较小;在蓝藻大量生长期和上浮积聚期,竺山湾、梅梁湾、贡湖湾和大太湖西北部水域的蓝藻水华发生频率较高。2004年,太湖水体中第一次出现了区域蓝藻水华,从2004年开始,局部蓝藻水华所占比例超过零星水华,且开始发生区域和全湖蓝藻水华。蓝藻水华月平均面积呈单峰变化,蓝藻水华频发区域向太湖湖心扩展,蓝藻水华频率由太湖东南向西北逐渐增大,离湖岸越近,蓝藻水华发生频率越高。2004~2011年期间,除2009年外,其它年份太湖都有区域蓝藻水华发生。其中,2006年和2007年都有2次全湖蓝藻水华发生;2004~2007年整个太湖水体中的蓝藻水华发生频率都较高,2008~2011年蓝藻水华发生频率相对较低。     

基于性别比较的北京城市居民活动的时空弹性研究

基于时空间行为的城市空间解读已成为重要的研究范式,源于时间地理学的时空弹性反映了人们受到的时空制约以及拥有的机会,具有重要的研究意义。本文从性别比较的视角出发,对居民日常活动的时空弹性特征及其影响因素进行分析。基于北京上地—清河地区GPS与活动日志相结合的居民一周活动与出行数据,利用其中由被调查者汇报的活动在时间和空间上的可变程度作为对活动时空弹性的测度。在对不同性别、不同活动的时空弹性进行描述性统计和比较的基础上,利用次序Logit模型,分析个人及家庭社会经济属性、活动属性对于活动时空弹性的影响,以及这种影响的性别差异性。研究发现:活动的时空弹性在不同活动、不同个体之间存在着巨大的差异,其中活动类型的影响尤其显著;女性的活动具有更强的时空弹性,反映了中国的家庭分工与西方具有较大的差异;活动的时间弹性与空间弹性之间存在着较为复杂的关系,二者的相互影响机理及其对个体时空可达性的影响有待进一步探讨。对于活动时空弹性的分析反映了居民行为的复杂性和潜在特征,有助于理解行为决策机制以及城市运行的内在机理,也为相关的规划、政策提供了实证依据。     

基于位置大数据的青藏高原人类活动时空模式

随着青藏高原城镇化和旅游的发展,人类活动强度不断加剧,有必要对青藏高原不同类型的人类活动时空模式进行研究,以便了解不同区域人类活动对自然环境的影响以及更好地采取生态环境保护措施。利用腾讯位置大数据,分析青藏高原在旅游淡季和旅游旺季的人类活动时空模式,研究旅游人口对青藏高原人类活动的影响。本文分别选取2018年1月和7月的腾讯定位请求数据,构建多时空维度的高阶张量,采用张量分解的方法对数据进行降维,获取旅游淡季和旺季不同时空维度的主要特征,分析活动模式,发现青藏高原在旅游淡季和旺季的活动模式在时间上和空间上都有很大不同,体现了旅游人口造成的影响。在旅游淡季,青藏高原居民的活动在凌晨有个高峰,在午间有个低谷,并且表现有特殊的节日模式,工作日的人类活动主要分布在城镇等人口聚集区,休息日向城镇周边发散;旺季凌晨活动分为两个高峰,一个在时间上较淡季提前,与午夜活动相连,另一个较淡季的时间推迟,旺季活动没有午间的低谷和特殊的节日模式,且工作日和休息日的日间活动都分布较广。     

基于TRMM数据的广西西江流域降水时空分布特征

以广西西江流域为研究对象,以TRMM数据为主要数据源,利用研究区15个气象站降水实测数据,使用相关系数、相对偏差和均方根误差对1998—2013年TRMM降水数据进行验证,并在此基础上对广西西江流域的降水时空分布特征进行分析,结果表明:1)TRMM 3B43降水数据与气象站点实测降水数据具有较好的一致性,年尺度和月尺度相关系数分别是0.79和0.92(α0.01),可以代表研究区实际降水情况;2)在降水时间分布上,1998—2013年间年降水量呈微弱的下降趋势,流域降水的季节分配不均匀,大部分降水集中在5至8月;3)在降水空间分布上,降水整体由东向西逐渐递减,春季(3—5月)的降水中心在流域东部,夏季(6—8月)移至西南部,秋季(9—11月)继续停留在西南部,冬季(12—2月)又移回东北部。     

基于MODIS数据的博斯腾湖流域地表蒸散时空变化

基于2002～2009年期间的MODIS遥感数据和气象观测数据,运用能量平衡法计算博斯腾湖流域的地表蒸散量,蒸散平均绝对误差为12.39 mm,相对误差为14.15%。根据遥感反演结果分析了研究区地表蒸散的时空变化特征及其与降水、气温等气候因子的关系。博斯腾湖流域年地表蒸散表现出西北高东南低的空间分布格局,明显受到土地覆盖类型的影响。蒸散季节变化主要表现为单峰形式,夏季蒸散量占全年总蒸散量的48.10%。降水、气温对于博斯腾湖流域的地表蒸散变化有重要影响,并且在不同季节中两者的贡献度存在很大差异。