空间关联规则在土地利用与地形特征关系研究中的应用

空间关联规则是空间数据挖掘的重要内容,其结果表明了各种空间对象之间的关联关系．本研究以福州地区作为试验区,以DEM、坡度、坡向等地形特征以及2009年福州地区土地利用现状作为基础数据,利用Apriori算法从中提取出地形特征与土地利用现状之间的关联关系,讨论并分析两者之间关联规则的提取结果及空间关联规则提取方法的优缺点...     

地形特征与山地气候变化空间关联规则数据挖掘研究

以四川省的地形、气候为研究对象,针对山地地形特征与气候变化研究中,传统的统计分析、非线性拟合等方法缺乏分析处理海量数据和提取隐含信息能力的问题,提出将关联规则数据挖掘与栅格图像处理、地形分析相结合的研究方法。该方法利用栅格图像处理和地形分析技术,对地形和气候栅格图像进行坐标转换、裁剪、分类、因子提取、离散化等预处理,再用Apriori算法对提取的地形特征因子和气候因子进行分析,得到反映两者之间相关性的强关联规则。通过对60余万组数据的分析,得到22条满足最小支持度和置信度的关联规则,并由此综合分析得到6条复合关联规则。实验证明,这些反映地形特征与气候变化幅度之间关联性的关联规则可信度较高。     

松嫩高平原县域土地利用空间格局地形梯度特征分析——以巴彦县为例

以黑龙江省巴彦县为研究区,基于研究区DEM数据,运用土地利用类型的分布指数、土地利用结构的信息熵、均衡度和优势度,明确研究区土地利用空间格局的地形梯度特征及地形因子对土地利用空间格局的影响。结果表明：① 研究区土地利用空间格局在地形因子的作用下存在明显的梯度特征,旱地、水田、草地、水域、建设用地及其他用地主要分布在较低地形级别区,林地主要分布在较高地形级别区。② 除林地以外,其他土地利用类型分布的优势地形位均位于较低地形级别区,林地分布的优势地形位位于较高地形级别区,各土地利用类型分布的优势区域不尽相同。③ 研究区土地利用结构的信息熵及均衡度变化趋势相同,优势度的变化趋势与信息熵、均衡度的变化趋势相反,土地利用空间格局与地形因子具有显著的相关性。     

基于地形因子的喀纳斯自然保护区土地利用/覆被现状格局分析

在遥感和地理信息系统技术的支持下,以遥感数据和数字高程模型(DEM)为基础,运用GIS的空间叠加分析功能,将解译的遥感矢量数据与高程、坡度和坡向3个地形因子进行空间叠加分析,对喀纳斯自然保护区的土地利用/覆被分布现状格局进行了研究.结果表明:本区域土地利用/覆被格局主要以林地和草地为主,水域和建设用地占有很小比例,区域...     

地形复杂度对坡度坡向的影响

采用三阶不带权差分算法，研究了地形复杂度与坡度坡向的关系，澄清了目前关于坡度坡向误差空间分布的矛盾观点，并分别在凹向椭球和高斯合成曲面数学模型曲面DEM上对其进行验证。通过研究得出：①坡度、坡向误差与坡度值正相关；②坡度坡向误差主要分布在平坦地区；③坡向误差较坡度误差对DEM高程数据误差敏感，较小的DEM误差引起较大的坡向误差。     

地形因子对京西门头沟区土地利用/覆盖变化的影响

以土地利用数据和数字高程模型(DEM)为基础,运用GIS对空间数据和属性数据的管理和分析功能,用高程、坡度、坡向3个地形因子分析了1990年与2005年北京门头沟地区的土地覆盖现状以及土地利用动态变化度。结果表明,地形因子对土地利用类型的分布规律有明显的影响,研究区在最近的15 a农业用地减少,城镇建设用地大幅度增加,社会经济和政治因素对土地利用/覆盖动态变化的驱动作用显著。     

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。     

天山胜利达坂地区积雪分布特征

本研究利用天山胜利达坂地区2014—2016年Landsat系列卫星的57景ETM+或OLI遥感影像,基于SNOMAP算法提取研究区积雪面积,并结合DEM数据研究了海拔高度、坡向和坡度对研究区积雪空间分布的影响。结果表明,随着海拔的增加,积雪覆盖率持续增加;阴坡积雪覆盖率约是阳坡的2~3倍。进一步的一般线性模型(GLM)分析表明:海拔、坡向和坡度均显著影响积雪的空间分布,但各地形因子的影响程度在不同季节有所差异。在冬季(12~2月),坡向是影响积雪覆盖率空间变异的主要地形因子,贡献了积雪覆盖率总变异的57%,约是海拔的2倍,坡度的4.5倍。对其他季节而言,海拔是主要影响因子,其次是坡向,坡度的影响最小。     

山区气温空间分布模拟的DEM尺度影响

以浙江省仙居县为实验区,通过气温空间分布的地形调节统计模型,并使用了10个气象站(哨)的气温资料和不同空间分辨率的DEM(均来源于1:1万的数字化地形图),模拟了不同空间尺度的年平均气温空间分布,比较了它们的误差大小以及随宏观地形(海拔)和微观地形(坡度和坡向)的分布差异.结果表明:基于不同空间分辨率DEM模拟的平均气温呈现较大的空间分布差异性;随着DEM空间分辨率的减小,误差逐渐增加(最大绝对误差为2.04℃,相对误差为15.10％),且空间差异性降低.而且微观地形因子(坡度和坡向)随着空间分辨率的变化产生显著变化,进而明显影响气温的空间分布,不同坡度之间的年平均气温差最大为9.5℃,最小为1.8℃.不同坡向之间的年平均气温差最大为12.2℃,最小为2.4℃.     

运用DEM剖析土地利用类型的分布及时空变化--以北京延庆县为例

以北京延庆县为例，从土地利用类型分布频率的角度，结合地形因子分析区域土地利用类型分布及变化规律。由于坡向影响着日照时数和土壤水分的再分布，而这对农业用地和园地等土地利用类型来说具有研究意义，因此，在前人的综合海拔和坡度两个地形因子的分布指数的基础上，提出坡向分布指数，即分别从海拔、坡度和坡向三个角度，对延庆县1996年和2001年土地利用现状数据进行比较分析，得出其耕地、园地和林地三种土地利用类型的分布及变化规律：耕地主要集中分布于低的地形等级上，园地则趋于高地形等级方向发展，并且阴坡上的分布频率有所增加，林地分布变化不明显。作者认为，人为干扰因素对园地分布格局的变化起到了一定的作用，而对耕地和林地的作用不明显，这为该区未来发展规划提供了参考。     

基于大数据的城市服务业空间关联分析

信息技术与电商平台的发展,产生了各种各样的大数据。在城市服务业中,商家在电商平台上注册自己带有坐标的信息,构成了空间服务业的空间大数据源。首先建立限定距离阈值的空间关联规则数据模型,介绍该模型产生频繁项集和关联规则的方法与步骤。最后利用Python爬取糯米网南宁站的商家信息,用Apriori算法做出了10~1 000 m 6种距离阈值的空间关联规则和服务业空间频繁项集。     

城市计算视角下的空间粗糙关联规则方法研究

同位模式表示不同类型的实体在空间邻域内共同频繁出现的规律,是城市实体空间关联的主要表达形式,但不能挖掘出指定实体的空间关联,需要寻找新的计算方法。在城市计算的视角下,通过引入粗糙集研究城市空间关联问题发现：1）该方法能把复杂的地理空间关联问题转换成信息决策问题,在信息决策表中计算城市实体之间的空间关联等拓扑关系,计算过程和结果可以挖掘城市行业之间的空间集聚和关联问题。2）通过属性约简得到属性核可以把高维空间数据降维,找到影响空间关联的重要因子。3）该方法拓宽了城市计算的理论方法体系和粗糙集方法的行业应用。最后,通过Python爬取南宁市城市服务业数据,进行方法的验证,计算结果与成熟的Apriori算法结果,以及南宁市服务业空间关联实际情况基本一致,证明了粗糙空间关联方法的可行性和正确性。     

深圳市土地利用变化机制分析

利用１９８０、１９８８、１９９４年的遥感影像,通过应用最大似然法和概率松弛法对深圳市土地利用进行了测量。在此基础上,运用分类结果求得研究区土地利用变化的转移矩阵,据此分析了深圳上１５年来土地利用变化的空间过程。结果表明：深圳市土地利用纺要表现为原有农田、果园用地显著减少,城镇用地沿海岸和主要公路干线迅速增加。这一土地利用变化的驱动力主要是深圳经济特区的开放政策、城镇人口迅速增长、外资大量涌入和以房     

基于CA-ABM模型的福州城市用地扩张研究

以中国海西地区重要门户福州市为研究区,结合其地理位置多层次约束性条件,以地理加权回归模型作为元胞自动机(CA)层的转换规则,同时以2000-2015年多期LandsatTM/ETM+影像的城市用地情况为参照,借助GIS空间分析技术,对CA和多智能体(ABM)相耦合的城市用地扩张模型进行改进。然后利用传统的和改进后的CA-ABM模型,多角度、多层次地模拟福州市2000年、2005年、2010年、2015年城市用地扩张在微观格局上的变化。结果表明,传统的和改进后的CA-ABM模型的整体精度均在80%以上,模拟结果具有较强的可信度;改进的 CA-ABM模型模拟的点对点总体精度和Kappa系数均高于传统的CA-ABM模型,而且模拟结果更加接近实际的城市用地扩张分布情况。结论可为平衡城市化进程和合理规划城市用地提供重要的理论技术支撑。     

上海及周边主要城镇城市用地扩展空间特征及其比较

基于多时段TM遥感影像资料,运用缓冲分析法对上海市区及其周边主要城镇城市用地扩展的时空特征进行了分析和比较。研究结果表明:1)区域城市土地利用扩展过程主要受距中心市区(CBD)的距离的影响;2)城市用地扩展在距CBD10km范围内主要表现为上海市区扩展的空间异向性,距CBD10km范围之外城市扩展的异向性则源于不同时期、不同方向上周边城镇的异速扩展过程,并受河流、渠系等小尺度地貌格局差异的影响;3)上海主要郊区城镇扩展可分为标准型、被动扩展型、平缓扩展型和不规则扩展型。     

近30a来福州盆地中心的城市扩展进程

位于福州盆地中心的福州市在城市化进程的推动下,城市空间快速扩展。利用多时相遥感影像和IBI建筑用地指数获得的建筑用地信息表明,福州市建成区在1976~2006年的30a间面积增加了105km²,增幅达到3.2倍。由于金山、快安等新城区的形成和马尾区的扩展,整个福州城区从西到东几乎连成一片,城市扩展经历了先慢后快,先北、后东、西的扩展历程。研究发现,福州城市的空间扩展并不属于工业主导型,而是第三产业推动型。城市空间的快速扩展已给福州带来了一定的环境资源问题,其中最突出的就是城市热岛效应与城市建筑用地总量控制问题。     

空间数据关联规则挖掘的不确定性处理及度量

针对传统空间数据关联规则挖掘缺乏不确定性处理及度量的局限性,将空间数据的不确定性和空间数据挖掘的不确定性有机结合,初步建立了空间数据关联规则挖掘的不确定性处理模型及度量指标,包括空间数据不确定性的Monte Carlo模拟、基于不确定性空间数据的空间自相关度量和关联规则不确定性度量等,并以我国某地区环境调查数据为例进行验证。     

基于粗糙集理论的地学空间关系规则分析及其应用——以珠江三角洲为例

Spatial relations,reflecting the complex association between geographical phenomena and environments,are very important in the solution of geographical issues. Different spatial relations can be expressed by indicators which are useful for the analysis of geographical issues. Urbanization,an important geographical issue,is considered in this paper. The spatial relationship indicators concerning urbanization are expressed with a decision table. Thereafter,the spatial relationship indicator rules are extracted based on the application of rough set theory. The extraction process of spatial relationship indicator rules is illustrated with data from the urban and rural areas of Shenzhen and Hong Kong,located in the Pearl River Delta. Land use vector data of 1995 and 2000 are used. The extracted spatial relationship indicator rules of 1995 are used to identify the urban and rural areas in Zhongshan,Zhuhai and Macao. The identification accuracy is approximately 96.3%. Similar procedures are used to extract the spatial relationship indicator rules of 2000 for the urban and rural areas in Zhongshan,Zhuhai and Macao. An identification accuracy of about 83.6% is obtained.     

市域范围下商品住宅价格空间自相关分析——以抚州为例

基于2005～2009年抚州市域范围内普通商品住房价的数据资料,通过计算Moran’s,和LocalMoran＇s,系数值对抚州市域范围内普通住宅房价的时空分布格局进行空间自相关分析。分析结果表明,抚州市域范围下商品住宅房价在整体上未表现出空间自相关性;但在局部范围不同年度间少数城镇存在空间相关性。研究表明,房价空间自相关特性与研究区域的空间范围,经济整体发展水平、交通网络发达程度、区域内购房政策有关。