综合莫兰指数和交叉小波的不均匀沉降量化分析

由于针对地面沉降不均匀态势的量化分析较少,采用永久散射体干涉测量(persistent scatterer inteferomotry,PSI)方法获取北京平原地面沉降信息。根据浅地表空间利用差异在沉降漏斗区选取5个典型区,基于空间自相关分析和小波分析方法,量化了各区地面沉降空间和时序不均匀程度。并研究了浅地表空间利用差异和地下水位变化对空间和时序不均匀沉降的影响。研究发现:①5个区域每年累计沉降量和时序沉降量的莫兰指数大小关系相同,均为I_5 I_3 I_1 I_2 I_4,结合浅地表空间利用情况,区域3和4不均匀沉降的影响因素较复杂,区域1,2和5沉降空间不均匀程度与空间利用复杂程度呈正相关;②各区地下水流场变化的波动大小和持续时间长短直接影响区域时序沉降不均匀程度。     

高分辨率人口空气污染暴露GIS空间区划研究

集成大气污染扩散模型、GIS空间分析及人口动态制图模型(PDMM)实现了高空间分辨率空气污染浓度和人口空间分布模拟,通过构建人口空气污染暴露相对风险评价模型实现了人口空气污染暴露程度的空间格局划分.研究结果显示,空气污染浓度与人口空气污染暴露相对风险评价模型两种方法生成的人口空气污染暴露评估结果差异较大.研究结果揭示,前者在区域人口空气污染暴露评估中存在缺陷的同时(如无人居住的SO2高浓度区被误判为人口SO2污染暴露高风险区),也肯定了基于后者得到的人口空气污染暴露空间区划结果在区域空气污染暴露风险调控政策制定过程中的重要理论意义与实践价值.     

安徽县域城镇化空间集聚特征及其影响因素分析

针对当前县域尺度城镇化研究不足,以及传统数理统计模型无法描述城镇化空间集聚特征的薄弱点,从空间自相关视角来探讨县域尺度城镇化空间集聚特征。基于人口、经济、空间及社会4个维度构建县域城镇化体系,运用投影寻踪模型测度县域尺度城镇化,较科学地评价县域城镇化水平;采用空间自相关模型分析县域城镇化空间集聚,并解释其影响因素,实现了对县域城镇化空间集聚规律有效揭示。研究结果表明:安徽县域城镇化水平呈上升态势,存在"南高北低"区域分异;县域城镇化具有显著全局空间集聚,局部H-H区集聚"合-芜-马",L-L区集聚皖北地区;地理区位条件、交通网络改善、中心城市作用及发展政策倾向是影响安徽县域城镇化空间集聚主要因素。     

基于生态格局结构响应的快速城市化地区空间冲突测度

为解决城市快速发展过程中的生态环境问题,以生态系统格局结构响应视角为出发点,科学测度空间冲突强度,提出引导策略以期优化城市发展模式并保障区域生态安全。从南昌市的空间外部压力、暴露性程度及生态格局结构响应3个维度选取与空间资源紧缺程度、城市扩散程度以及空间格局完整性程度相关的9个指标构建指标评价体系,采用多因子综合分析法测算空间冲突强度,基于冲突的周期性模型划分空间冲突类型,对南昌市进行快速城市化空间冲突测度研究。结果表明：(1)空间冲突强度空间分异显著,表现为整体以东南进贤-西北安义为轴向两端递减,高、低冲突区均呈现出“核心集聚、多点分布”的格局。(2)从县域尺度来看,安义县、进贤县空间冲突强度较低,东湖区及西湖区空间冲突强度较高,并呈现出距离东湖区越近,空间冲突指数越高的空间梯度特征。建议强化城市分区管控、建立冲突预警机制,保障区域内生态安全,实现区域协调健康发展。     

地球化学的空间自相关异常信息提取方法

针对地球化学数据存在的空间分布相关性特征,该文提出了一种基于空间自相关统计的地球化学异常提取方法。以内蒙古浩布高矿床外围的土壤地球化学数据为例,通过对Sn、Cu元素地球化学数据在不同空间间隔上的全局自相关计算,测算其空间聚集的程度,选取聚集程度最高时的间隔距离作为局部空间自相关的参数,通过局部Moran’s I值研究元素的空间分布特征,分析空间聚类和异常值,从而提取地球化学异常。结果表明,局部空间自相关分析可以揭示Sn、Cu地球化学数据的空间分布特征,能够更好地提取地球化学弱缓异常,说明空间自相关是一种有效的地球化学异常识别方法。     

地球化学异常信息的空间自相关提取方法

针对地球化学数据存在的空间分布相关性特征,该文提出了一种基于空间自相关统计的地球化学异常提取方法。以内蒙古浩布高矿床外围的土壤地球化学数据为例,通过对Sn、Cu元素地球化学数据在不同空间间隔上的全局自相关计算,测算其空间聚集的程度,选取聚集程度最高时的间隔距离作为局部空间自相关的参数,通过局部Moran's I值研究元素的空间分布特征,分析空间聚类和异常值,从而提取地球化学异常。结果表明,局部空间自相关分析可以揭示Sn、Cu地球化学数据的空间分布特征,能够更好地提取地球化学弱缓异常,说明空间自相关是一种有效的地球化学异常识别方法。     

基于对象的地裂缝分步提取方法研究与应用

基于遥感影像的区域尺度地裂缝自动提取技术存在光谱范围不确定和几何特征多样导致提取精度低的问题,对此提出了一种基于对象的地裂缝分步提取方法。首先,对影像进行分割,根据分割对象的光谱和几何特征,掩模去除与地裂缝区别较大的地表干扰要素;然后,提取影像中的线性对象,去除不具有线性特征的地表要素;最后,计算线性对象的分形特征,进一步区分地裂缝和其他线性地表要素,实现地裂缝的精确提取。以鄂尔多斯东北部某煤矿开采区为研究区进行实验,结果表明,该方法能够有效地提取地裂缝,正确率达到85. 7%,高于传统监督分类精度(57. 1%)和知识模型提取精度(71. 4%)。在提取结果的基础上,研究了典型研究区的地裂缝分布特点,分析其与采空区位置以及地形的空间关系,结果显示该研究区的地裂缝个数与采空区距离呈现负相关关系,而与地形没有明显的相关性。研究可为区域性地质环境保护和矿区煤炭资源合理开发提供必要的技术支撑。     

时序InSAR北京地区地表沉降监测与分析

针对北京地区地表沉降现象,本文采用时序InSAR方法获取了2018—2020年的沉降速率场与累计沉降量场,并选取特征区域及不同空间跨度的两条地铁线路进行具体沉降分析。结果表明：(1)北京地区不均匀沉降现象较为明显,总体呈现西部抬升、东部沉降的空间分布特征;(2)存在3个较明显的沉降漏斗,最大累计沉降量达-218.5 mm;(3)朝阳区存在金盏沉降漏斗及豆各庄沉降漏斗,且两个沉降漏斗在本文研究时间跨度内均呈扩大趋势;(4)地铁5、6号线均存在不同程度的沉降与抬升现象,沉降现象与地下水及地下空间的过度开采存在一定的关系,而地区抬升现象与南水北调工程对地下水的补充存在相关关系。     

兰州市土地利用绩效的空间格局

针对在微观尺度上土地利用绩效研究比较欠缺的问题,从乡(镇、街道)尺度开展兰州市土地利用绩效空间差异研究。根据前人工作基础确立土地利用绩效评价指标体系,运用熵值法计算和分析兰州市土地利用绩效的空间差异。结果表明,土地利用程度、效率与效益三者呈现出聚集且相似的空间分布特征;而土地利用可持续性空间分布趋势则比较离散;土地利用绩效值形成了4个高值中心区,较高值区分布在高值区的外围,低值区则分布在边缘地区;土地利用绩效的空间聚集性分为热点区、冷点区和异质冷点区3种类型,冷点区空间分布广,稳定性优于异质冷点区和热点区。研究结果为相关政府部门推进土地合理利用提供可靠详实的决策信息。     

利用Landsat ETM+分析城市热岛与下垫面的空间分布关系

采用数理统计与空间统计相结合的方法,利用Landsat ETM 数据对北京、上海、沈阳和武汉等4个大城市的夏季城市热岛相对强度与城市下垫面的空间分布关系进行对比研究。用混合像元线性光谱分解方法提取的城市植被覆盖度与不透水面表征城市下垫面;用城市地表亮温与水体亮温差值表征城市热岛相对强度。结果显示,4个城市的植被覆盖、不透水面与热岛强度的分布呈较强的空间正自相关,并且存在较为一致的自相关范围,该范围相当于城市街道与建筑组合特征尺度;自相关引起的结构性是导致3者空间分布异质性的主要因素。植被覆盖对城市热岛的缓解效果与不透水面对城市热岛的增强作用均呈分段线性特征,但区域差异较为明显;交叉相关系数曲线则显示出相关性的空间异质性与多尺度现象,同时存在一个约550 m的空间作用特征尺度。该研究结果有助于在城市规划实践中合理配置建筑与植被的间隔和比例,以缓解城市热岛效应。     

基于空间自相关的乡镇经济差异分析

应用GIS和空间自相关分析技术,对2006年瓦房店市27个乡镇的GDP数据的空间差异进行研究,揭示了瓦房店市乡镇经济的空间自相关和集聚特征。研究表明,瓦房店市各乡镇GDP数据存在空间相关性,有明显的空间集聚;Moran散点图多位于第三、四象限,高低集聚、低低集聚较多,显示出经济发展的不平衡;市中心及沿海地区经济较发达,而北部内陆地区经济发展缓慢,应加大对北部乡镇的经济扶持力度。     

空间与谱间相关性分析的NMF高光谱解混

非负矩阵分解(NMF)技术是高光谱像元解混领域的研究热点。为了充分利用高光谱图像中丰富的空间与光谱相关性特征,改善基于NMF的高光谱解混算法性能,提出一种结合了空间与谱间相关性分析的NMF解混算法。算法针对NMF的通用性和局部极小问题,引入并结合高光谱图像两种典型的相关性特征,具体包括:基于马尔可夫随机场(MRF)模型,建立描述相邻像元空间相关特征的约束;通过复杂度映射技术,建立描述相邻波段谱间相关(光谱分段平滑)特征的约束;并将上述两种约束同时引入NMF解混目标函数中。实验结果表明,对于一般自然地物场景或人造地物场景,相对于分段平滑和稀疏约束的非负矩阵分解(PSNMFSC)、交互投影子梯度的非负矩阵分解(APSNMF)和最小体积约束的非负矩阵分解(MVCNMF)这3种代表性NMF解混参考算法,该算法可进一步提高高光谱解混精度;对于空间相关或谱间相关特征中某一种不显著的特殊场景,也具有更好的适应能力。通过将空间相关和谱间相关特征相结合,较全面地反映了高光谱数据与解混相关的重要特征,能够对绝大多数真实高光谱数据进行高精度解混,对高光谱解混及后续应用领域相关研究均具有参考价值。     

西安市商品住宅价格空间格局的演化研究

针对目前城市住宅价格空间格局演化研究不足,尤其是内在驱动机制研究较少的现状,利用2000年、2004年、2008年及2013年4年节点数据,采用空间自相关指数并结合空间变异函数,分析西安市商品住宅价格空间格局演化特征及其驱动机制,为城市住房政策的制定提供参考。结果表明:住宅价格呈现出显著的空间自相关,热点和冷点区发生转移;住宅价格的空间变异程度不断加大,空间分异格局中的随机成分不断降低,结构化分异越来越显著;住宅价格高值区呈现出由双中心向多中心、多圈层演化的趋势;从城市规划引领、居住空间扩张和交通条件改善3个方面探讨住宅价格空间格局演化的驱动机制。     

空间插值方法对土壤重金属污染格局识别的影响

针对广东省某地区土壤中采样样品点的重金属污染物砷(As),文章选取统计学中具有代表性的反距离加权(IDW)、样条函数(Spline)、普通克里格(OK)3种空间插值方法,对比分析不同空间插值方法下研究区土壤中As浓度估算精度、污染特征识别和污染格局空间区划的差异。结果表明:3种空间插值方法在研究区土壤As浓度的估算中,IDW表现最佳;3种插值方法所识别的研究区As污染空间分布特征和污染格局均存在差异,但相对于OK法,IDW和Spline两种方法的结果更加相近。研究表明,在基于点状离散数据采用空间插值方法分析区域土壤重金属污染特征的过程中,应首先考虑结合区域数据样本的数量和特征,开展各空间插值方法的精度评价。     

城市轨道站点拓扑网络通达性建模及分析

通过研究交通网络的空间连接及由此决定的节点间联系的连通程度,可观测交通可达性水平。本文对地下轨道交通和地面道路交通构成的立体拓扑网络进行了建模,采用空间句法形态分析变量构建了基于轨道站点的通达性模型,分析了深圳市轨道站点通达性水平和空间特征,并探讨了站点通达性与周边土地利用的相互关系。研究结果表明,深圳市轨道站点通达性平均值为0.088 4,通达性数值离散程度较低,在空间上形成了福田中心区、华强北商业区、东门商业区和后海片区4个高值热点区;商业用地、办公用地与站点通达性的相关程度最大,工业仓储用地受轨道站点的影响较小,轨道站点倾向于商业及办公用地等人流量集中的空间节点;轨道站点基本可承载周边的土地开发,组合类型为"高-中""中-低"的27个站点需提升综合立体交通体系功能。笔者从拓扑网络耦合的思路,客观评价了深圳市轨道站点通达性及其与土地利用的相互关系,提供了研究对象由线路向站点转换的研究视角,可为同类研究提供参考意义。     

长江经济带农业产业强镇空间分布特征及影响因素分析

以长江经济带445个农业产业强镇为研究对象,综合运用最近邻指数、不均衡指数、核密度分析、空间相关分析、地理探测器等方法揭示其空间分布特征及影响因素。结果表明：(1)长江经济带农业产业强镇空间结构存在差异,呈集聚分布特征。(2)核密度表现为“双核、四高、四低”的分布态势。(3)长江经济带农业产业强镇呈显著的空间正相关,形成了“上中游交界、长三角交界热,上游西部、中下游交界冷”的冷热点分布格局。(4)农业产业投入是影响长江经济带农业产业强镇空间分布的主导因素,农业产业基础是关键因素,农业产业产出是直接因素,农业产业区位是相关因素。     

基于DMN的高光谱图像分割方法研究

简述高光谱遥感光谱特征体系(包括光谱曲线特征、光谱变换特征和光谱度量特征3个层面)。研究马尔科夫网的概念和方法,生成基于光谱角(SA)特征度量的DMN,并以DMN为证据对高光谱图像进行分割;研究和实验表明基于SA信息的马尔科夫网可以很好地综合高光谱数据空间特征与光谱特征间的关系,为进一步数据处理提供优化控制(其实质是概率神经网络)。最后提出未来应用和研究方向。     

空间统计分析方法的高校生源分区研究

针对高校生源基地建设和招生宣传策略制订的问题,该文以淮海工学院近3年的省内生源数据为基础,运用核密度估计和局部空间自相关分析方法对其生源的空间分布特征进行可视化表达和热点识别,并据此开展生源分区。结果表明,连云港、徐州、宿迁及长江沿岸县市是淮海工学院生源的高密度分布区,淮安南部、扬州和泰州北部以及盐城市全境则为低密度分布区;生源密度的空间分布具有显著的空间自相关性。根据生源密度热点和冷点分布的统计显著性(p0.05)可将全省划分为3类生源区,且各类生源区均有着各自的生源数量和空间分布特征。基于生源核密度的局部空间自相关分析,可获得连续性较好且具有显著统计学意义的生源热点和冷点分布区,其结果可为生源分区提供坚实的数理统计基础。     

石家庄市新冠肺炎疫情演变特征及时空聚集性分析

传染病的时空分布特征一直以来都是研究者关注的焦点,地理信息系统(Geographic Information Systems,GIS)为研究疾病传播的时空信息规律提供了有力的技术支撑。本文基于GIS的空间自相关分析、热点聚集分析等方法研究2021年初河北省石家庄市新冠肺炎(Coronavirus Disease 2019,COVID-19)确诊感染人数情况及疫情的空间分布规律。研究发现,此疫情总持续时间44 d,总病例数869例;在区县尺度此次疫情确诊病例不存在明显的空间自相关性,而小区/村级尺度具有显著的空间自相关特征Moran′s I指数为0.35(p=0.0001,z=10.5);热点分析结果发现在区县尺度只存在于藁城区热点区域,小区/村级尺度的热点主要集中在藁城区小果庄村及其周边村庄。由此可见,有效的应急防控措施使本次疫情并未出现大规模扩散。     

基于DMSP/OLS夜光数据的中国省域经济发展时空变化

利用社会经济数据计算得到各省综合发展指数(IDI),并建立IDI和平均灯光指数(ALI)的一元线性回归模型;再利用回归模型估算1992年、2001年和2013年各省的IDI;然后对3个年份的IDI进行全局自相关和局部自相关分析,以研究20多a来中国省域经济发展的时空格局。结果表明:①Moran’sI指数均大于0.3,说明IDI具有显著的空间集聚特征;IDI热点均集中于东部地区,冷点均集中于西北部地区,说明总体上中国东西部经济发展差异较大。②Moran’s I指数呈递减趋势,说明IDI的空间集聚程度降低,热点区向中部推移,冷点区缩小,表明20多a来中国经济发展集聚程度显著降低,贫富差距缩小,省域经济发展趋于均衡。