Quantifying the spatial heterogeneity of points

Variation in the spatial heterogeneity of points reflects the evolutionary process or mechanism of geographical events. The key to depicting this variation is quantifying spatial heterogeneity. In this paper, the spatial heterogeneity of a point pattern is defined as the degree of aggregation-type deviation from complete spatial randomness. In such a case, a goodness-of-fit-type statistic based on the distribution of nearest-neighbor distances called the level of heterogeneity (LH*) is regarded as a standard measurement, and a normalized version called the normalized level of heterogeneity (NLH*) is proposed for datasets with different point numbers and study region areas. Considering the complex integration calculation of LH* and NLH*, simulation experiments are implemented to test the capability of some classic nearest-neighbor statistics in quantifying spatial heterogeneity. The results showed that except for the standard LH* statistic, only Clark and Evans’ statistic (A-w) and Byth and Ripley’s statistic (H-xw) are robust. Statistics NLH*, (A-w) and (H-xw) are validated by quantifying the spatial heterogeneity of two-dimensional crime events, three-dimensional earthquake events and four-dimensional origin-destination (OD) events. The results indicate that these statistics all have a reasonable explanation in quantifying spatial heterogeneity for real-world geographical events of different types and with different dimensions. Compared with NLH*, Clark and Evans’ (A-w) statistic and Byth and Ripley’s (H-xw) statistic are recommended from the perspective of accessibility.     

Incorporation of intra-city human mobility into urban growth simulation: A case study in Beijing

Journal of Geographical Sciences - The effective modeling of urban growth is crucial for urban planning and analyzing the causes of land-use dynamics. As urbanization has slowed down in most...     

负热电离质谱法测试硼同位素与大气pCO2的重建

海洋有孔虫的硼同位素能够反映海水酸碱度值的变化,为研究大气CO2浓度在长时间尺度上的变化提供了一种新的手段,甚至可能超出冰芯所能企及的范围.天然样品中硼同位素的测定方法最为常用的是热电离质谱法,分为正热电离质谱法与负热电离质谱法.目前海洋有孔虫硼同位素分析主要应用负热电离质谱法,该方法最大的优点是所需要的样品量比较小(<1ng B),实验精度却相对比较高(0.6‰～2.0‰;2s.d.).近年来,基于常规负热电离质谱法发展的全蒸发负热电离质谱法通过分析完所有样品而有效降低分析过程中所发生的分馏效应所带来的影响,并使样品的信号最大化,该方法精度能够达到0.7‰(2s.d.).本文详细介绍了常规负热电离质谱法和全蒸发负热电离质谱法的各个分析步骤,包括样品前处理、涂样、质谱分析、同质异位素干扰以及实验分析精度等方面.随着实验分析技术的进展,海洋有孔虫硼同位索已被用来重建长时间尺度(百万年和千万年)和短时间尺度(冰期-间冰期)的大气CO2浓度变化.现有的研究证实利用海洋浮游有孔虫硼同位素重建的大气CO2浓度变化与Vostok冰芯记录的大气CO2浓度变化吻合地很好.     

中国数字海洋构建基准与关键技术

地理信息系统(GIS)以其空间数据管理、空间分析和图形图像产品制作能力的强大,在海洋领域展现了巨大的潜力。但由于地理信息系统发展于陆地应用,面对海洋特性,有诸多不足。为此,本文在分析海洋特征的基础上,以中国海岸线为基准,构建中国数字海洋的原型系统。重点讨论了数字海洋的问题和解决办法,分析了以海岸线为基准的数据组织与处理,并探讨了其结构体系与集成方式,逻辑运算与可视化方法。     

基于多源时空大数据的区际迁徙人群多层次空间分布估算模型——以COVID-19疫情期间自武汉迁出人群为例

已有研究很少关注区际迁徙人群在不同尺度上空间分布的动态估算问题。COVID-19疫情爆发以来,坚决防止疫情扩散成为社会最紧迫的事情。在2020年1月23日武汉“封城”前夕,已有500多 万人离开了武汉,快速准确地推算这部分人群的去向,可以为防止疫情扩散和制定防疫决策提供科学依据。本文以此为例,基于开源腾讯位置请求大数据、百度迁徙大数据、土地覆盖数据等多源地理时空大数据,提出一种区际迁徙人群多层次空间分布动态估算模型,用于推算2020年除夕 （2020年1月24日）之前从武汉流入湖北省内各地的人群数量及其分布特征。结果显示：① 春节时段湖北省各地级市农村地 区人群增加数量占人群变化总量的比例平均达124.7%,从武汉市迁入各地级市的人群中至少51.3%流入农村地区;② 区县尺 度人群变化总量的空间分布呈现3个圈层结构：第一圈层为疫情核心区,包括武汉及其周边地区,以人群流出为主;第二圈层为 重点关注区,包括黄冈、黄石、仙桃、天门、潜江、随州、襄阳,以及孝感、荆门、荆州和咸宁的部分地区,以人群总量和农村地区人 群数量大幅增加为主;第三圈层为次级关注区,包括湖北西部宜昌、恩施、神农架和荆门部分地区,以人群小幅流入为主。最后,建议湖北省内,尤其是位于第二圈层内的区县,应高度关注农村地区人群的疫情防控。此研究成果在2~3天完成,显示大数据是可以快速地响应重大公共安全事件,为决策的制定提供一定支持的。     

基于粗糙集的地学空间关系规则抽取和应用——以珠江三角洲土地利用为例

空间关系反映了地理现象与其环境间的复杂的关联关系,对于地学问题的求解有着重要的作用。因此,有效地抽取地学现象内蕴的主要空间关系规则,将有利于提高地学问题求解的精度和效率。本文探讨了基于粗糙集的地学空间关系表达以及空间关系规则抽取流程。并以珠江三角洲2000年土地利用为例,抽取2000年深圳、香港城镇用地和农村居民点内蕴的空间关系规则。     

内蒙古锡林浩特毛登牧场早石炭世花岗岩锆石U Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

通过对内蒙古锡林浩特毛登牧场早石炭世花岗岩体进行野外观察、LA ICP MS锆石U Pb测年以及地球化学测试,讨论其构造环境,进一步为研究古亚洲洋闭合时限提供依据。测年结果表明：花岗闪长岩为(3306±18) Ma,二长花岗岩为(3277±26) Ma,成岩时代为早石炭世。岩石地球化学分析表明:花岗闪长岩为强过铝质、钙碱性系列岩石,具有活动大陆边缘的亲缘性特征。微量元素特征指示花岗闪长岩具有典型下地壳来源特征并伴有部分幔源岩浆混合作用,为弧岩浆岩。二长花岗岩为具高硅、富碱、相对低铝特征的高钾钙碱性系列岩石。两类差异明显的岩石稀土配分曲线表明二长花岗岩具有下地壳岩浆重熔的演化特征。微量元素特征指示样品为大陆弧环境下壳源重熔的成熟弧花岗岩。构造判别图显示花岗闪长岩为代表活动大陆边缘环境的I型花岗岩,而二长花岗岩则为指示活动大陆边缘弧后伸展环境的A2型花岗岩,二者构成I－A型复合岩体,说明研究区在早石炭世仍存在古亚洲洋向西伯利亚板块的俯冲作用,推测古亚洲洋此时尚未闭合。     

内蒙古海拉尔发现陨石坑及科研意义

陨石撞击构造研究是天文地质学研究的热点,但是缺乏典型的研究基地,海拉尔陨石坑的发现,无疑是一个重要补充。海拉尔陨石坑坑区基础岩石为晚侏罗世火山岩,区域自然地理为平缓丘陵山地草原,陨石坑呈封闭圆形,中间筒状突起显示冲击锥地貌,直径320m,坑底到坑缘最大高差10m。为了保护性研究,没有进行进行破坏性取样分析撞击岩石矿物,根据排他比较分析法,认为该坑唯有陨石撞击成因可以解释,并且具有最关键的冲击锥地貌特征。这是一个我国唯一保存完整的可供直观参观的陨石坑,估计该陨石坑年龄应该在100万年以上。     

昆明长水国际机场砂页岩残积红土动力特性研究

昆明长水国际机场残积红土既是区域内重要的土地资源,更是各类工程建设的建筑地基,由于裂化特性,在现代气候条件下,红土出现了严重的开裂变形,其工程性质不断恶化。文章针对昆明长水国际机场砂页岩残积红土开展了一系列固结不排水动三轴试验分析研究。变形试验结果表明:砂页岩残积红土在某一次循环动应力中存在屈服应变;在相同的应变水平下,动弹性模量随着固结围压的增大而增大;同时砂页岩残积红土的阻尼比在动应变小幅度的增加时会发生骤降,并随着动应变的增加逐渐趋平。同时通过动强度试验得出砂页岩残积红土破坏动强度随着固结围压的增大而增大,并得到砂页岩残积红土在固结比K_c=1时的动抗剪强度指标,即c_d=25.182 kPa,φ_d=12.985°,将其与固结不排水的静三轴试验下得出的抗剪强度指标进行了对比与分析。红土在动力作用下的剪切破坏实质是其土体中的弱结合水大量丧失,导致其颗粒之间的粘结力降低,从而内部单元体产生了相对位移。该研究成果对红土系统深入研究及工程实践应用具有重大的指导意义。      

长白山区泥炭地现代有壳变形虫环境意义探讨

有壳变形虫(testate amoebae)是一种新的具有潜力的环境变化生物指标。对采集自长白山区哈泥(42°12′50″N,126°31′05″E)、金川(42°20′47″N,126°21′35″E)、赤池(42°03′16″N,128°03′22″E)和圆池(42°01′55″N,128°25′58″E)等4个泥炭地不同生境的75个有壳变形虫样品,采用冗余分析方法(RDA)研究有壳变形虫种类组合变化与7个环境变量的关系,所有采样点均以泥炭藓(Sphagnum)为优势植被。结果表明水位埋深(depth to water table),pH值和泥炭湿度是影响长白山区泥炭地有壳变形虫种类变化的主要环境因子,显著性检验达到p＜0.001的水平。这一结果与国外其他地区的研究结果相一致,这3个环境因子可以作为目标变量进行有壳变形虫－环境因子转换函数的构建。