基于GWR模型的中国城市雾霾污染影响因素的空间异质性研究

基于全国城市的PM_2.5监测数据,识别PM_2.5的时空分布特征,并着重利用地理加权回归模型分析自然和社会经济因素对PM_2.5影响的空间异质性。结果显示：2015年全国PM_2.5的年均浓度为50.3 μg/m3,浓度变化呈现冬高夏低,春秋居中的“U型”特征;PM_2.5的空间集聚状态明显,其中京津冀城市群是全国PM_2.5的污染重心。地理加权回归结果显示：影响因素除高程外,其余指标均呈现正负两种效应,且影响程度具有显著的空间差异性特征。从回归系数的贡献均值来看,自然因素对城市PM_2.5浓度影响强度由高到低依次是高程、相对湿度、温度、降雨量、风速、植被覆盖指数;各类社会经济指标对城市PM_2.5浓度影响强度排名依次是人口密度、研发经费、建设用地比例、产业结构、外商直接投资、人均GDP。由于各指标对城市PM_2.5浓度变化的影响程度存在着空间异质性,因此在制定大气治理对策时可以考虑不同指标影响程度的空间差异,从而使得治霾对策更具针对性。     

地理空间数据本质特征语义相关度计算模型

关联数据是跨网域整合多源异构地理空间数据的有效方式,语义丰富的关联是准确、快速发现目标数据的关键。根据地理空间数据在空间、时间、内容上的语义关系,提出地理空间数据本质特征语义相关度计算模型。通过构建本质特征的关联指标体系,分层次逐级计算地理空间数据的语义相关度。与传统的语义相关度计算方式不同,以地理元数据为语料库,充分考虑地理空间数据的特点及空间、时间、内容在检索中不同的重要程度,分别采用几何运算、数值运算、词语语义相似度计算和类别层次相关度计算的方式,构建地理空间数据的语义相关度计算模型。该模型具有构建简单、适用于多源异构数据、充分结合了数学运算和专家经验知识等特点。实验表明：模型能够有效地计算地理空间数据本质特征的语义相关度,并具备一定的扩展性。     

甘肃省“五化”协同发展时空演变格局及影响因素分析

以2005年、2010年和2015年甘肃省87个县区、县级市及自治县的工业化、城镇化、信息化、农业现代化与绿色化（简称“五化”）为研究对象,利用空间自相关分析、地理加权回归分析等空间分析方法,结合构建的“五化”协同发展模型,对甘肃省“五化”协同发展的时空分异格局、时空演变趋势和影响因素进行研究分析,以期为甘肃省各市州科学的制定发展政策提供参考。结果表明：甘肃省“五化”协同发展格局具有明显的空间相关性且空间差异显著,协同水平呈现出明显的西北高、东南低分布格局;“五化”发展水平和综合水平较低,协同水平总体不高,以轻度失调、濒临失调和勉强协同为主,但总体上升幅度较大;“五化”协同发展的影响因素,按其影响力大小依次为：农村居民人均可支配收入 > 城乡居民可支配收入差 > 固定资产投资总额 > 财政支出 > 地形起伏度 > 城乡居民消费差 > 降水量。     

农田景观空间异质性分析及遥感监测最优尺度选择——以三江平原为例

农情遥感监测需要高时间分辨率的遥感数据,目前这些数据大都为中低空间分辨率影像。在这些尺度下,像元内部往往是异质的,从而影响农情参数反演精度。因此分析和表达农田景观空间异质性和最优尺度选择对遥感农情监测质量的提高具有重要的应用价值。选取建三江农垦区四种典型农田景观为研究点,Landsat/TM NDVI为实验数据,利用实验变异函数对四种景观类型的各向空间异质性进行了分析, 而后通过变异函数模型拟合,定量分析了各个研究点的整体空间异质性,并在此基础上进行了研究区遥感监测最优尺度选择。研究表明:(1) 基于实验变异函数的结构分析方法,可定性地认识空间异质性的大小和方向,进而挖掘出其背后的自然和人为驱动因素。(2) 对实验变异函数进行拟合分析,可定量地刻画不同景观格局各自的空间异质性特性。此外,基于变异函数对空间异质性的定量表达,讨论了利用积分变程A结合Nyquist-Shannon采样定理进行最优尺度选择的方法。     

基于“城—村—地”三维视角的农村居民点整理策略——以江苏省新沂市为例

农村居民点作为当前国土资源利用效率提升的重要潜力空间,对其进行调控研究是促进可持续乡村建设的重要内容。城镇作为区域社会经济文化中心,村城关系在一定程度上影响着农村居民点发展的空间潜力;土地作为农村居民点发展的支撑条件和空间载体,村地关系在一定程度上体现了农村居民点布局的适宜性及资源利用的协调性。在扎实推进新农村建设、统筹城乡发展、促进土地集约节约利用的背景下,将“城—村—地”纳入统一分析框架,有利于统筹不同空间尺度要素对居民点整理的影响。本研究立足农村行为主体的空间关联性,综合“城—村—地”三级空间对象,提出农村居民点整理策略分析框架;基于对农村居民点地域系统要素构成和结构层次的分析,从城镇发展辐射性、村域布局适宜性、土地利用协调性等三方面构建了农村居民点整理潜力评价体系,进而探讨了相应的农村居民点整理途径。最后选取江苏省新沂市进行实证分析,将其划分为优先整理区、重点整理区、适度挖潜区、优化调整区及特殊整理区等居民点用地整理类型,提出相应的整理模式及优化路径,以期为农村居民点的整理优化提供有益借鉴,助推可持续的城乡空间重构。     

东北温带旱作农业主要作物生产潜力及资源利用效率评价——以黑龙江海伦市为例

将作物生产潜力模型(PS123模型)与常规方法相结合,对1999~2001年海伦市玉米、大豆、小麦作物生产潜力进行计算;选取产量损失量、资源满足率和资源组合利用率,定量评价资源利用效率,寻找影响资源集约高效利用的限制性因子及其定量制约程度。结果显示,自然资源中温度对于产量的限制最大,其次为水分和土壤,如果把光温生产潜力作为目标产量,玉米、大豆、小麦的光温生产潜力分别为11998、7068、8813 kg/hm²,资源利用率分别为51.0%、29.0%、20.2%,海伦市粮食生产仍有较大潜力。在特定自然资源状况下,海伦市的社会经济状况是限制潜力实现的重要因素,在实地调查基础上,本文提出了提高该市作物产量的主要措施。     

流域生态水文模型研究进展

流域生态水文模型是全球变化下流域生态水文响应研究的重要工具,通过定量刻画植被与水文过程的相互作用及全球变化对流域生态水文过程演变的影响机制,为流域水资源管理和生态恢复提供科学支撑,是生态水文研究的前沿和热点.基于植被与水文过程相互作用规律,流域生态水文模型一方面要充分描述植被与水文过程相互作用和互为反馈机制,另一方面要...     

雍家沟泥石流活动特征与堵江

自2008年汶川地震以来,四川省绵竹市清平乡雍家沟已暴发过多场泥石流,造成了严重的堵断公路和堵塞河流事件,其中,2012年“8·18”暴发的泥石流规模最大,造成绵远河全部堵塞.通过分析2010年“8·13”与2012年“8· 18”两场泥石流的降雨过程发现,雍家沟暴发泥石流的前期累积雨量在增加,激发雨强在降低.2008年汶川地震导致雍家沟的主沟和支沟内堆积了大量的松散固体物质.野外调查发现,雍家沟多次暴发泥石流的活动路径并不一致,其中,2012年“8· 18”泥石流主要沿1号支沟活动,沟道的侵蚀宽度随着与主沟沟口距离的增加而变窄,沟道内剩余堆积体厚度随着距离的增加呈现先增后减的规律,且沟道内的物质粒径分布具有随机性.对雍家沟在不同暴雨频率下暴发泥石流可能引起的堵江情况进行了分析,结果表明,在暴雨频率大于20％的情况下暴发泥石流便可造成堵江事件,甚至可将主河全部堵塞.     

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。     

一次强烈发展西南低涡的中尺度结构分析

2021年8月7—8日,四川盆地中东部出现大暴雨、局地特大暴雨,是重庆2021年度社会影响最大的一次暴雨过程。采用多源观测及ERA5再分析资料,对此次大暴雨过程进行诊断分析。结果表明：大暴雨发生在低槽移入四川盆地诱发暖性西南低涡背景下,具有显著的阶段性、跳跃性和极端性特征。大暴雨先后形成于西南低涡中心东南部、西南低涡东侧和西南低涡南侧暖湿的边界层辐合线附近。各阶段大暴雨均由移动缓慢、维持时间达3~6 h的β中尺度对流系统影响形成,暖湿不稳定和弱垂直风切变为β中尺度对流系统的形成提供了有利的环境条件。涡度分析表明,西南低涡的发展主要源于低空辐合及垂直涡度输送效应,但暴雨区的正涡度发展与西南低涡并不完全相同,水平涡度倾侧效应较为显著。第一阶段暴雨区正涡度主要源于对流层中低层西南低涡中心附近显著的低空辐合、涡度垂直输送及水平涡度倾侧效应;第二阶段和第三阶段暴雨区正涡度主要源于边界层辐合及边界层以上的水平涡度倾侧效应,边界层辐合触发暖湿大气中的中尺度对流活动促进了第二阶段和第三阶段大暴雨的形成。