顾及空间尺度效应的城市土地利用变化精细化模拟

城市土地利用变化模拟是优化土地资源配置的科学依据,提高其精细化程度和可靠性有助于准确把握城市用地发展趋势,对城市土地资源精准调控具有重要意义。基于宏观遥感分类的土地利用变化模拟,难以在街区尺度上揭示城市用地社会功能变化及精细化模拟中空间尺度效应来源和作用机理。本文联合遥感影像和POI数据识别出城市土地利用精细化特征,运用响应面法率定土地利用精细化模拟的最优空间尺度组合,在此基础上,利用CA-Markov模型开展了未来土地利用变化的精细化模拟。以武汉市中心城区为应用案例,研究结果表明：基于POI 的城市土地利用精细化识别方法,可以深度解析城市建设用地的社会功能,极大改善了传统基于遥感的土地覆被宏观解译效果;研究区土地利用变化元胞自动机精细化模拟的最优空间尺度组合是30 m元胞、7×7邻域以及冯诺依曼邻域类型,采用最优空间尺度组合能够提高土地利用变化精细化模拟的可靠性。响应面试验设计结果可有效识别精细化模拟过程中空间尺度效应的主要来源,并区分其对模拟精度的影响程度与正负效应;预计到2025年,研究区建设用地范围将继续向周边扩张,各类型用地之间互为交织,土地利用空间格局将呈更加破碎化趋势。     

1989—2019年中国滑雪场时空特征及其演变规律

滑雪场空间分布特征、集聚演变状况与分布方向性变化深刻影响着中国滑雪旅游乃至冰雪产业的发展。运用地统计学空间分析原理,通过最邻近指数分析、空间自相关分析、核密度分析、标准差椭圆及平均中心分析,对1990年前后每10 a 中国滑雪场空间特征及其演变规律进行了综合分析。结果显示：① 1990年之前,仅在黑龙江和吉林省有7家滑雪场,且分布较为离散。② 1990—1999年,滑雪场数量呈小幅增长,空间上出现向新疆、河北和四川扩散的现象。③ 2000—2009年,滑雪场增速较快,并形成了以哈尔滨?牡丹江、北京?张家口两地区为核心的滑雪场双核驱动模式。④ 2010—2019年,是滑雪场数量增速最快的10 a,期间新增滑雪场522家,并在双核驱动模式基础上,逐步形成了以长白山、燕山–太行山为主要条带的联通南北的滑雪场空间结构。总体上,近30 a中国滑雪场呈现出了“南展西扩东进”的空间演变特征。该研究结果对于未来中国滑雪场空间布局、优化及其区域间的协调发展具有一定的理论指导意义。     

历史地理视角下丝绸之路空间格局及影响研究

已有的“一带一路”相关研究已逐步引起了学界对历史文化资源于今日发展影响的关注,然而作为“一带一路”倡议的历史依托和出发点,丝绸之路相关量化研究仍处于起步阶段。从文明的角度来说,如何认识丝绸之路是当代中国理解全球的关键。运用OLS、Logistic回归等手段,定量探讨了丝绸之路路线的形成动因以及其对历史及当代的影响。结果表明：① 丝绸之路道路密度分布总体处于波动状态,在以罗马、长安、大都为代表的交通网络起始点以及撒马尔罕、塔什干为代表的内线重要中转枢纽处密度数值大幅提高。② 作为商业贸易通道,丝绸之路路线选择影响最大的因素是地理因子,主要倾向于低坡度、高起伏度的地区,这一点在中亚复杂山地地形中表现得尤为明显。③ 丝绸之路的开辟与通畅,对当时社会经济、城市发展起到了显著的作用。丝绸之路道路密度同距最近海岸距离、纬度、历史文明指数等指标一道构成了古代城市分布的主要影响因素。④ 丝绸之路对区域经济发展的正面影响具有一定的持续性,其对今日经济的发展仍起着难以否认的支撑作用。丝绸之路道路密度每增加1%,所在区域夜间灯光指数增加0.373。本文通过横跨历史学、地理学、经济学的探索能够很好地提供差异化理论视角和技术手段助益,为相关研究的开展起到一定的参考与启发作用,同时也为“一带一路”相关理论的完善提供理论支撑与历史证明。     

文化多元与邂逅：电影作品中的华裔社区地方营造

经过艺术加工的影视作品反映现实的同时也高于现实,不断重构、书写现实空间。本研究援引邂逅地理及地方感等理论,以5部华裔社区空间题材的电影作品为主要分析对象,以文本分析法为主要研究方法,探讨五部影片中关于华裔社区的选择再现及其背后蕴涵的社会文化意义。研究发现：①影视文本首先从民俗仪式与风水文化两个空间文化符号出发,构建地方性;在此基础上,电影文本以景观符号为切入口再现华裔社区的物质空间,实现新的地方营造。②文化多元的背景下,华裔社区成为“我者”文化与“他者”文化邂逅的重要场所。③非表征理论通过强调人的“身体”与族裔社区的相互关系从而在地方协商和情感融入框架下探索新的邂逅。研究还进一步探讨了电影文本中族裔社区的文化多元性与地方治理的关系,为族裔社区在未来实现更好的地方治理提供参考与建议。     

西藏鄂雅错盐湖砷和汞的分布特征研究

本研究对西藏鄂雅错盐湖和主要支流中不同形态的砷(亚砷酸盐As(Ⅲ)、砷酸盐As(Ⅴ)、一甲基砷酸MMA、二甲基砷酸DMA)和总汞(THg)含量进行了测定,并与主要水质参数进行相关性分析研究,结果表明鄂雅错盐湖As主要以As(Ⅴ)形态存在,其次分别为As(Ⅲ)、DMA和MMA,其中无机砷的含量明显大于有机砷。相比较其他砷的形态,盐湖中As(Ⅲ)与主要水质参数的相关性显著,与总溶解性固体(TDS)、总溶解态氮(DTN)呈显著的强正相关性,与水温、溶解氧 (DO)、氧化还原电位(Eh)、pH呈显著负相关性。总汞浓度较低,且与主要水质参数相关性不显著。通过风险评价发现鄂雅错湖水中砷存在一定的致癌健康风险,汞不存在风险。本研究丰富了西藏盐湖和支流水体中砷、汞分布特征及其环境影响因素的认识,对于环境保护具有一定的意义。     

NH4Cl水溶液的微观结构和宏观物性研究

通过拉曼光谱、同步辐射X射线散射和密度泛函理论(DFT)模拟,研究了质量分数为1.0 %-28.0 %的NH₄Cl水溶液的微观结构变化。同时在室温下测量了粘度、接触角和电导率。由拉曼光谱和密度泛函理论模拟结果可知,当溶质浓度升高至10.0 %时,在2900 cm_-1^和3100 cm_-1^{附近出现了明显的}N-H作用峰,且随着质量分数的升高,NH₄Cl水溶液中的氢键类型发生了转变。X射线散射结果表明,当NH₄Cl水溶液质量分数升高至10.0 %时,差值对分布函数G(r)在2.98 ?附近出现明显双峰,表明在该浓度下溶液中NH₄₊^-Cl_-^{接触离子对开始成为主要微观作用形式。对}NH₄Cl水溶液的宏观物性研究表明,粘度、接触角和电导率均随着NH₄Cl水溶液质量分数的增加而增大。作者推断,NH₄Cl水溶液中氢键类型的转变、O-H...N键占比增多以及逐渐增加的NH₄₊^-Cl_-^{接触离子对},是粘度和接触角随溶质浓度增加而增加的微观本质因素;电导率的增加与溶液中有效导电离子数量增加有关。     

胡麻生理生化代谢指标对干旱胁迫的响应及其模拟模型的研究

为进一步研究胡麻生理生化代谢指标响应干旱胁迫时对胡麻产量的影响,采用盆栽控水法模拟胡麻干旱胁迫,依据2013—2014年甘肃省定西市西巩驿镇胡麻试验数据,建立并检验胡麻干旱胁迫模型,模拟干旱胁迫时对胡麻生理生化指标及产量影响,利用均方根误差（RMSE）和决定系数（R²）描述模型拟合度。结果表明：（1） 模型产量模拟值的RMSE为41.3159~155.6685 kg·hm^-2,平均值为80.1837 kg·hm^-2;R²为0.8929~0.9894,平均值为0.9387,该模型具有较好的拟合度、可行性也较强。（2） 在重度干旱胁迫下,抗氧化代谢指标——超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）中,CAT活性表现趋势为下降,终花期POD活性增幅（26.09%~28.00%）最大;渗透调节的3种物质含量均显著上升,其中脯氨酸增幅最大,达236.22%。（3） 呈现出极显著相关性的各指标有3组,分别是脯氨酸与叶绿素、丙二醛和CAT活性;可溶性蛋白与丙二醛和CAT活性;POD活性与SOD活性。胡麻生理生化指标响应不同程度干旱胁迫与胡麻的产量有极强的关联,此模型的建立是对胡麻生理生化指标响应干旱胁迫的科学补充,进一步为胡麻的高效生产管理及农业生产系统提供理论依据和支持。     

宽角相机低空航测的精度分析

首先从理论上对低空航测精度与相机像场角的关系进行了定量分析,得出低空航测应尽可能使用宽角相机的结论;接着指明了单镜头相机扩大像场角的局限和现有市场上的组合宽角相机因重量过大而不适用于低空轻荷载无人机的不足,阐述了作者研制的具有自检校自稳定功能的组合宽角低空轻小型相机的特点,尤其是实现组合成像静态误差和动态误差自检校的技术原理;针对大比例尺测图的实践,提出通过宽角相机大重叠航空摄影提高低空航测精度的技术建议;最后用典型工程生产数据验证了上述理论分析的正确性。     

常加速度模型的简化自协方差最小二乘法

“当前”统计模型自适应算法并非真正意义上的自适应目标跟踪算法,其性能与其中关键参数的选择有着直接的关系。本文以常加速度模型对机动载体进行建模,顾及其状态噪声协方差矩阵满足特定结构,提出了简化的自协方差最小二乘噪声协方差估计方法,该方法通过建立新息的相关函数序列与未知噪声协方差矩阵间的函数模型,并结合最小二乘法进行噪声协方差估计。数值仿真结果表明,当载体进行阶跃加速度运动或变加速度运动时,本文所提方法的目标跟踪精度均优于“当前”统计模型自适应算法。     

Mapping Wetland Areas Using Landsat-Derived NDVI and LSWI: A Case Study of West Songnen Plain,Northeast China

Increasing interest in wetlands for environmental management requires an understanding of the location, spatial extent, and configuration of the resource. The National Wetlands Inventory is the most commonly used data source for this information. However, its accuracy is limited in some contexts, such as agricultural and forested wetlands. An large number of studies have mapped wetlands worldwide from the perspective of land use and land cover change. However, information on the actual wetland planting areas annually is limited, which greatly impacts ongoing research. In this case study of the West Songnen Plain, we developed a simple algorithm for the quick mapping of wetlands by utilizing their unique physical features, such as annual display of phenological land-cover change of exposed soils, shallow flooding water, and plants from multi-temporal Landsat images. Temporal variations of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Land Surface Water Index (LSWI) derived from Landsat images in 2010 for wetlands at different growth stages were analyzed. Results show that during the ante-tillering phase, the NDVI value (above zero) is lower than the LSWI value of paddies because of flooding of shallow water; during the reproductive and ripening phases, the NDVI value is higher than the LSWI value (above zero); and during the post-harvest wetland planting phase, the NDVI value is still higher than the LSWI value, but the LSWI value is negative. Wetland areas can be detected using one or two images in the optimum time window. The algorithm based on the difference of NDVI and LSWI values derived from Landsat images was used to extract the actual wetland planting area. Validated alongside statistical data, the algorithm showed high accuracy. Therefore, this algorithm highlights the unique features of wetlands and can help in mapping the actual wetland area annually on a regional scale. Results further indicate that the new method has a classification accuracy of 92 %. In comparison, two traditional methods based on Landsat-7/ETM registered accuracy rates of only 83 % and 87 % respectively.