基于贝叶斯网络的水源涵养服务空间格局优化

以渭河流域关中—天水经济区段（简称“渭河流域关天段”）为研究区,基于贝叶斯网络和水量平衡原理建立了水源涵养服务网络模型;将CA-Marcov模型与贝叶斯网络模型相结合,预测了2050年不同土地利用情景及其水源涵养服务分布概率;提出了关键变量关键状态子集方法,对研究区水源涵养服务空间格局进行优化。结果表明：① 保护情景下,林地面积增长了18.12%,其主要来源为耕地;草地和城市面积增长缓慢,分别增加了0.73%和0.38%;水体和未利用地分别减少了5.08%和0.92%,该情景下的水源涵养量值偏高的概率在3种情景中最大,保护情景的设计对未来的土地利用政策制定具有一定参考价值。② 水源涵养服务的关键影响因子是降水、蒸散发和土地利用,水源涵养量最高状态对应的关键变量关键状态子集是：﹛降水= 1,蒸散发= 2,土地利用= 2﹜,该子集主要分布在年平均降雨量和蒸散发量较大,植被覆盖率高的地区。③ 研究区适宜优化水源涵养的区域主要分布在天水市麦积区南部、宝鸡市陇县西南部和渭滨区南部、咸阳市旬邑县东北部和永寿县西北部,以及铜川市耀州区西部。结合贝叶斯网络模型研究水源涵养服务的优化区域,不仅有助于提升对生态系统水源涵养服务过程的直观认识,而且增加了情景设计和格局优化的合理性。在此基础上提出的关键状态关键因子方法,对研究区水源涵养生态环境建设和政策制定都具有重要的意义。     

基于机器学习的稀疏样本下的土壤有机质估算方法

采用GRNN（Generalized Regression Neural Network）和RF（Random Forest）2种机器学习方法构建土壤有机质预测模型,以提高稀疏样本情况下的土壤有机质估算精度。依据北京市大兴区农用地2007年的土壤有机质采样数据,按MMSD准则（Minimization of the Mean of the Shortest Distances）抽稀为8种不同采样密度的样本（分别为2703、1352、676、339、169、85、43、22个样本）,分别采用GRNN、RF和Ordinary kriging对各采样密度下的未知采样点进行预测,采用交叉检验的方式验证各采样密度下未知样点的预测精度。随着采样点密度的下降,样点间的空间自相关性逐渐减弱,半变异函数的拟和精度变差,预测点结果误差增大,预测的置信度降低。当抽稀到43个和22个采样点时,样点间的空间自相关性接近歼灭,半变异函数的决定系数较低且残差较大。普通克里格受到采样点数量和采样密度、样点的空间结构的影响比较明显,其预测精度随采样点数量的下降而下降。在85个采样点及以下时,其预测值与观测值之间没有显著的相关性。GRNN和RF的预测精度受采样密度的影响不大,其预测精度在一个较小的范围内波动,其预测值围绕观测值在一定阈值空间内震荡波动,具有较好的相关性,在85个及以下的采样密度时,预测精度相对普通克里格有较大的提升。普通克里格法不适合在稀疏样本条件下空间插值计算,尤其是在空间自相关性比较弱的情况下。机器学习模型能充分学习土壤间环境信息、样点空间邻近效应信息,兼顾属性相似性和空间自相关,具有更好的稳定性和适应性,不容易受到采样点数量、构型和采样密度等因素的影响,即使在采样点空间自相关性很弱的情况下也能做出稳定预测精度。     

那棱格勒河流域及尾闾盐湖水文循环动力学模型的选择

流域水文模型的研制是水文科学中最重要的分支之一。其中包括集总式和分布式流域水文模型,分布式流域水文模型的种类很多,在我国的研究和应用比较普遍。那棱格勒河是柴达木盆地最大的一条河流,正确评价该河流的水文情况,对开发柴达木盆地盐湖资源具有十分重要的意义。应用分布式流域水文模型理论,对适用于那棱格勒河流域的水文循环动力学模型的类型进行选择,通过分析对比,选择出最适合本地区特殊条件的TOPKAPI模型,以便于探讨该地区水文循环的特点与规律,从而阐明盐湖区各类水体间的相互补给关系。     

典型岩溶流域不同地貌类型景观结构分析——以云南小江流域为例

利用2003年小江流域的TM影像，结合实地调查，再根据流域地质分布和地貌发育情况，将流域地貌类型划分为岩溶地貌和非岩溶地貌两个一级类型景观，在此基础上，根据地貌发育程度结合高程情况，将岩溶区又划分为6个岩溶景观，非岩溶地貌分为两个二级类型景观。应用景观生态学原理，并通过Fragstats 3．3软件在流域尺度上计算了一些相关指标。结果表明：岩溶区的景观生态特征总体上体现了其生态环境的特殊性和脆弱性，地表水资源溃乏，土层薄、土壤资源零星分布且易流失，造成未利用地面积大，石漠化现象严重，土地利用程度低的特点。非岩溶区景观生态由于耕地和林地占绝对优势，石漠化面积少，香农多样性指数和均匀度低，景观的异质性较低，结构较为简单。     

基于“点—轴系统”理论的城市群边界识别

合理界定城市群的边界是认识和研究城市群的必然要求,也是通过空间规划落实区域功能空间布局和发展指向的基础条件。然而,社会各界对城市群的概念尚未达成统一的认识,对城市群空间范围的理解更是莫衷一是。为此,本文从经济地理学的"点—轴系统"理论出发,对城市群的概念进行了梳理,并提出判别城市群边界的4个步骤:一是分析对象区域是否存在若干发育良好的中心城市;二是分析这个区域的城市体系是否健全,是否具有较好的资源和环境条件;三是分析城市之间是否具有较强的社会经济联系,使之具有一体化发展的社会经济基础;四是通过对城市群实际生长边界的判别,对"点—轴系统"的发育程度进行评估,从而对该区域是否已经形成城市群进行判断。较之以往的学术研究,强调城市群的发育程度也应该作为城市群判别的重要条件,同时,也通过POI数据的Densi-Graph分析提出了判别城市群发育程度的方法。基于此,对京津冀及全国主要地区城市群的形成和发育进行了分析。结果表明,长三角城市群和珠三角城市群发展较为成熟,京津冀城市群一体化程度较之偏低,长江中游城市群和成渝城市群则尚处于形成阶段。这些结论对于客观认识城市群以及制定城市群未来发展的目标和战略具有重要意义,可为多层次的空间规划和管理政策提供参考。     

南京大都市区建设用地扩张特征与机理

作为全球城市化最快的地区之一,中国建设用地的扩张引起了广泛的关注。以长三角北翼中心城市南京为例,利用遥感、土地利用调查等数据研究大都市区建设用地扩张的过程、格局与机理。研究表明,1985-2007年南京市在工业化、城市化和国际化的推动下经济快速增长,引致了建设用地的扩张,年均增长率为3.14%。2001年后随着城市发展模式由单中心向多中心转换,建设用地呈加速扩展趋势。南京市建设用地扩展具有明显的沿长江和南北交通走廊轴向发展的特征。开发区和新城建设是南京市建设用地扩张的主要方式。区、县尺度的回归分析表明,人口增加、全球化是城镇工矿用地扩张的重要推手;经济的服务业化有利于土地集约利用,减少对用地的需求,这种影响在城区更大;在分权化竞争中,都市区政府具有更强的控制力。     

基于大学生认知地图的长江中游城市群空间范围认知

国务院《长江中游城市群规划》的颁布虽然结束了一直以来的“中三角”和“中四角”的争论,但与公众对其空间范围的认知仍然存在一定的差异。通过问卷获取武汉、长沙和南昌三市大学生对长江中游城市群空间范围的认知地图,并绘制认知范围集成图、密度图和认知比例图等分析其认知特性;通过构建面积偏差系数和中心偏差系数度量了认知地图与规划地图的差异,探究个体社会属性对认知差异的影响。研究发现：① 三市大学生的认知地图呈“武汉+”的特色,长沙市有“南向偏移”的趋势、南昌市“东南向偏移”趋势明显;② 三市大学生的空间认知范围与《长江中游城市群规划》的范围存在差异,其中南昌市大学生差异最大,长沙次之,武汉最小;③ 个体社会属性与认知差异存在关联,其中性别、居住地、专业和居住时间变量为显著影响因子。公众空间认知的差异及其影响因素在一定程度上会影响到城市群发展的政策偏好,研究结论可为未来城市群的构建和城市政策的制定提供新的参考。     

中国南方调整水稻种植格局——一种水稻生产预先适应气候变化的选择(英文)

Rice planted in southern China accounts for 94% of the total in sown acreage and 88% of the total in production, which matters a lot to Chinese food security. However, due to the prolonged conflict between water availability and rice growth in spatial/temporal distribu-tion, rice production suffers from seasonal drought at acreage of 16%-22%, which compro-mises food production capacity and food security. Focusing on the spatial distribution of seasonal drought with rice and the practices to adapt to it, and based on an analysis of bal-anced water supply for and demand by rice at a growing season scale during 1981-2030, this paper assesses the changing seasonal drought in the process of rice production under the changing climate in the future, and identifies general rice re-cultivation options for climate change adaptation. Some conclusions can be drawn as follows. (1) Rice suggests a decline in seasonal drought, with early season rice (early rice hereafter) by 12,500 km2, middle season rice (middle rice) by 80,000 km2, and in particular late season rice (late rice) by 25,000 km2, which accounts for almost 20% of its cultivated acreage. It is indicated that due to climate change, seasonal drought in major rice producing areas tends to alleviate in general, late season rice in particular. (2) Future climate change brings about a significant impact on the spatial/temporal distribution of water resources in rice producing areas in China. Based on ’pre-designed’ adaptation actions for rice-re-cultivation, the rice cultivation pattern undergoes a significant alteration between 1981-2000 and 2001-2030. In eastern Guizhou and western Hunan, the pattern of single early plus single dry farming is changed into double cropping. In eastern Hunan, the pattern of dry cropping is changed into single early plus single dry farming. In northern Anhui, the pattern of dry farming cropping is changed into middle rice. All this is aimed at a potential adequate availability of water for rice production in the future. (3) Rice re-cultivation patterns developed in this paper help re-balance water demand and supply for rice growth using the spatial analysis tool to adapt rice growth to the changing water avail-ability from spatial perspective, and come up with rice producer-friendly re-cultivation options in response to climate change.     

基于Hadoop的地理国情监测高性能计算分析研究

随着常态化地理国情监测在我国的全面开展,地理国情时空数据规模不断增大,使得对地理国情数据综合分析和信息挖掘的要求越来越高。本文针对传统空间数据存储和分析平台存在的性能瓶颈问题,提出了一种基于Hadoop的地理国情高性能计算框架,论述了通过服务封装实现分布式并行计算能力与成熟平台地理空间分析能力的无缝聚合实现最优化地理国情分析计算的理念,并以地理国情地表覆盖面积统计为例,探讨了分布式计算技术在地理国情海量数据分析方面的适用性。结果表明,随着数据量的增加,分布式计算集群的性能优势逐渐凸显,比传统集中式空间数据库更适合于海量数据的分析计算,而集群的良好横向拓展性,也为大规模地理国情空间数据分析提供了可行解决方案,研究结果将为进一步构建开放性地理国情分析服务平台奠定基础。     

河北省生产力布局调整构想

简述河北省生产力布局现状 ,分析生产力布局条件和国家区域发展战略的变化 ,提出强化石家庄市、唐山市经济中心职能 ;重点开发沿海地带和石黄轴线地带 ;引导生产力布局向京津周围和沿海地区集聚的构想