基于支持向量机的京津冀城市群热环境时空形态模拟

城市群热环境作为区域生态重要组成部分,已成为近年来的研究热点。而如何选择针对城市群这种复杂地地貌特征的热环境量化工具一直是亟待解决的技术难点,基于此本研究提出了一种解决多样本、非线性、非平稳及高维函数拟合的计算方法,并建立了基于支持向量机(SVM)的京津冀城市群热环境曲面模型来揭示城市群热环境的时空形态变化。研究结果表明：① SVM模型在刻画多核心、多种土地利用类型城市群热环境的空间分布方面具有理论与实践可行性,能够根据热环境的整体空间布局通过高斯核函数进行局部优化差值,最大限度减少缺省值对模型拟合结果的影响。相比于对照方法可以模拟出更高精度的复杂地貌特征城市群热岛空间分布格局;② 在SVM模型曲面拟合的过程中,拟合精度和拟合时间是衡量拟合结果的重要指标,而原始影像的分辨率则是影响该指标的决定性因素;③ 2003-2013年区域内北京市与天津市的城市热岛效应变化最为明显,热岛面积分别增加7091 km²与4196 km²,空间上呈现出逐年接近连片发展趋势,热岛重心移动轨迹具有明显的时空分异性。北京城市热岛特征为东南部地区异速增长,西部地区缓慢增长;天津城市热岛特征为以城市中心为圆心向周围扩展。本研究进一步丰富了城市群热环境评测的定量方法,可以在实践上对城市群的城市规划、城市建设、环境保护和区域可持续发展等提供定量化、可视化的决策支持。     

京津冀地区植被时空动态及定量归因

作为气候变化的敏感指示器,植被的物候、生长、空间分布格局等特征及其动态变化主要取决于气候环境中的水热条件,因此在气候变化背景下,气候-植被关系成为了全球变化研究的前沿和热点问题。本文综合平均温度、降水、水汽压、湿度、日照时数、SPEI等气候因子,坡度、坡向海拔等地形因子及人为活动因子,应用地理探测器方法针对2006-2015年京津冀地区不同季节NDVI、不同地貌类型区、不同植被类型区生长季NDVI的定量归因研究,揭示了过去10年间植被时空分布格局,及植被对气候、非气候因素响应的季节差异与区域差异,以期为生态工程的建设与修复提供参考意义。趋势分析表明：①2006-2015年京津冀地区NDVI呈现增加趋势,但存在显著的空间差异,如山地生长季NDVI的增长速率大于平原、台地、丘陵等地;②基于地理探测器的定量归因结果表明,降水是年尺度上NDVI空间分布的主导因子（解释力39.4%）,土地利用与降水的交互作用对NDVI的影响最为明显（q=58.2%）;③NDVI对气候因子的响应存在季节性及区域性差异,水汽压是春季NDVI空间分布的主导因子,湿度是夏、秋两季的主导因子,土地利用是冬季的主导因子;④影响因子对生长季NDVI的解释力因不同地貌类型区、不同植被类型区而差异显著。     

京津冀都市圈人口集疏过程与空间格局分析

人口集疏过程及其空间格局变化是人口空间分布最直观的表现。以1982-2010年4期人口普查数据为基础,采用人口总量和人口密度指标,结合人口增减变化分级、人口商度等方法,定量分析了京津冀都市圈人口集疏过程及其空间格局变化。研究表明:近30年来,京津冀都市圈人口总量呈现持续增长趋势,人口空间分布日益不均衡,区域人口分布存在明显的南北、东西差异;人口增加是主要特征,人口集聚效应凸显,人口增加地区的县域单元比例在80%以上,以人口显著增加为主;人口减少只是零星分布,人口减少地区的县域单元比例占不到20%;人口流动比较频繁,以人口流入为主,主要流向北京、天津和河北的市辖区,人口流出地区仅是散落分布在张家口和承德的山区贫困县域;无论从静态人口指标还是动态人口分析方法,都表明京津冀都市圈人口地域集疏特征十分明显,已形成以北京、天津、石家庄为中心,其他地市(县域)人口分别向外依次扩展的人口多中心分布的圈层结构。     

京津冀都市圈热环境空间格局遥感分析

以京津冀都市圈热环境为研究对象,利用MODIS数据获取了2001、2004、2006和2008年的地表温度,通过温度距平图定性分析京津冀都市圈不同时间、不同城市的热岛强度及变化规律;利用景观学知识,参考热力景观空间格局评价体系,选取缀块个数(NP)、蔓延度指数(CONTAG)和香农多样性指数(SHDI)等对北京、天津两市的热环境空间格局进行了定量描述.结果表明,2001～2004年间北京热力景观格局趋于分散(除夏季外),2004年后逐渐呈集聚状态;夏季北京的热力景观格局异于其它季节,2004年的最为集聚,而2008年的较往年破碎,热场极分散;天津市热力景观格局变化趋势不太明显.     

水资源空间分布模型及GIS分析应用

随着社会生产力的持续发展,人类活动范围不断拓宽,不可避免地影响着流域自然水循环过程。因此,在对流域水资源状况进行定量描述时,必须综合考虑自然、人文二元要素的影响。本文选取了近年来水资源短缺和水环境恶化问题严重的京津冀地区为研究对象。根据区内的自然条件和社会发展情况,选取了对水资源空间分布有明显影响的因素。其中距河流远近因素体现了对水资源的开发利用能力;坡度因素代表了土壤的持水能力,对径流和地下水有影响;而土地利用类型因素反映了土壤下垫面的水文特性。通过AHP方法确定上述影响因素的权重,建立水资源空间分布测算模型。根据模型将按流域单元统计的水资源总量数据展布到公里格网上,得到了水资源空间分布结果。最后,通过对空间化水资源数据的分析,剖析了当地的水资源状况,结合"一轴三带"的规划分区思想,对如何进行区域水资源可持续开发利用提出了参考意见。     

基于核安全导则推荐方法的京津冀龙卷风灾害评估

本文根据美国《建筑和其它结构最小设计荷载》中t秒平均最大风速与1h平均最大风速的比值公式,推导出EF级别和F级别风速测量标准间的转换方法,将京津冀1956—2016年122个龙卷风个例由EF等级转化为F等级,再按照《核电厂厂址选择的极端气象事件》HAD101/10中推荐的龙卷风风险评估方法,对京津冀龙卷风风险度进行了定量评价,结果表明:京津冀122个龙卷风个例的风程1/4mile平均最大风速均比3s平均最大风速低,平均偏低2.1m·s~(-1),风速越大,两者差距越小;122个龙卷风个例分布在F0到F3共4个等级中,F0等级31个,F1等级78个,F2等级12个,F3等级1个;京津冀龙卷风发生次数最多依次为天津、唐山和张家口市,分别为21、21和14次,强龙卷发生最多的是廊坊市(3个),衡水、承德、保定、北京4个市没有发生过强龙卷;京津冀发生超越EF1、EF2、EF3、EF4等级龙卷风重现期分别为5.8、10.1、20.2、49.5a,发生超越F1、F2、F3、F4等级龙卷风重现期分别为4.9、13.8、38.5、130.7a;京津冀一年中单位面上(1km~2)10~(-7)概率水平对应的龙卷风设计基准风速为73.4m·s~(-1)。     

京津冀地区地下流体数字化观测数据完整率及其地震前兆监测有效性的调查与分析

在北京、天津、河北二市一省部分地区抽样调查了13口井水位、11口井水温、5口井气氡、2口井气汞、2口井氦气数字化观测现状,统计分析了其数据完整率及观测断记次数与数据缺失量;在调查观测数据断记及其原因的基础上,进一步统计分析了数据缺失的主要原因,分析了连续完整的数据系列在地震前兆监测中的有效性。研究结果表明,除了氦气之外,水位、水温、气氡与气汞4大主要测项的运行,总体上是正常的;但多数井多数测项存在断记与数据缺失的问题,其主要原因是仪器故障与运行不正常,其次是停电、通信线路故障与雷击,此外还存在原因不明的断记与缺数的问题;以井统计,约有1/2的水位与水温观测井可在地震中期与短临前兆中发挥作用,而气氡、气汞等化学量观测只在地震短临前兆监测中,约有一半的井有可能发挥一定效能。     

京津冀平原区植被覆盖变化及地下水开采对其影响分析

使用京津冀平原区2000—2019 MODIS NDVI数据,采用像元二分模型、线性回归分析、趋势分析等方法,估算分析近20年京津冀平原区植被覆盖度的时空变化趋势,结合地下水开采数据,分析地下水开采对其的影响.研究结果表明:近20年京津冀平原区植被覆盖度呈不显著下降趋势,下降速度为0.017/10 a;京津冀平原区植被覆盖度变化趋势主要为轻微改善和轻微退化,两者占比69.97％,严重退化区占比11.94％,邯郸市和邢台市植被覆盖度退化尤为严重,植被覆盖度明显改善占比为5.34％,改善的地区主要分布在沧州、衡水、天津的一些小区县;京津冀平原区地下水不同开采程度区域的植被覆盖度并未表现出明显差异性变化,地下水开采对植被覆盖度影响不显著.     

基于秩和比的京津冀综合承载力比较研究

运用秩和比方法对京津冀三地的土地资源、水资源、环境容量、能源、交通设施、市政设施和社会等综合承载力进行了总体分析与评估。研究发现,环京津"生态悬崖"和"公共服务洼地"的轮廓日渐明晰,这意味着与京津相比,河北省综合承载力脆弱,从自然生态角度分析,除土地承载力略具优势外,水资源、环境容量承载力羸弱不堪;从公共服务角度分析,除交通设施承载力略具优势外,能源、市政设施、医疗和教育等承载力明显不足。京津冀一体化的目标并非产业一体化,而是环保规制的同步化和公共服务均等化,具体来讲就是完善并统一京津冀资源价格形成机制、生态产品市场化机制和社会保障政策。     

降低煤炭消费比重严控京津冀煤电项目

<正>据国家能源局网站消息,日前,国家能源局局长吴新雄在2014年全国能源工作会议上表示,2014年,将认真落实大气污染防治措施,促进能源结构优化。严格控制京津冀、长三角、珠三角等区域煤电项目;确保2015年底前京津冀、长三角、珠三角等区域内重点城市供应国V标准的车用汽、柴油,2017年底前全国供应。吴新雄表示,以大气污染防治为契机,加快淘汰能源行业落后产能,着力降低煤炭消费比重,提高天然气和非化石能源比重。2014年,京津冀鲁分别削减原煤消费300万吨、200