基于WRF和统计方法的气温空间尺度分析

WRF模式作为一个中尺度气候模式,其分辨率从几米到几千公里,其自身的双向嵌套特征也为进行动力尺度下推提供了有力条件。本文利用WRF模式和传统的统计方法对研究区的气温进行尺度下推。首先,通过动力下推得到不同分辨率下的气温空间分布,并选取15个气象站点进行点对点验证,为了更明显观察不同尺度间的差异,对不同尺度的输出与ANUSPLIN插值结果进行比对,结果显示动力尺度下推中,分辨率越高模拟效果越好。其次,我们采用传统的统计下推方法,从27km下推到3km分辨率,并与WRF和ANUSPLIN插值在该尺度的结果进行对比分析,结果显示统计下推结果的趋势与动力下推的插值结果是一致的,但具有明显的马赛克效果,通过分析认为,这与统计方法的尺度下推只考虑高程信息的变化对气温的影响,而未考虑其他因素有关,如若在下推时加入更多的变量,如对温度有较大影响的坡度、坡向、土地覆被类型等因素,综合分析不同尺度之间的关系,会使下推结果有所改善。     

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多边形统计数据空间分析的不确定性研究——以北京市海淀区人口普查数据为例

普查数据是地理学空间分析的重要数据源。由于受到数据与计算机处理能力的限制,以往的研究对普查数据空间分析的不确定性未给予足够重视,也未形成成熟的研究方法。在建筑物单元的人口普查数据支持下,本文基于多边形统计数据的可塑面积单元问题(Modifiable areal unit problem,MAUP)特征,设计了一种该类数据空间分析不确定性的研究方法,采用不同的尺度(Scale)及分区(Zoning)系统对多边形的统计数据空间分析的准确性进行了分析。实验引入尺度与形态指数,利用可视化分析和数据拟合的研究方法,对尺度及分区对空间分析结果的影响模式进行了模拟。研究结果表明:(1)以统计小区的空间分析,其结果受统计小区空间形态的影响较大,不确定性强,不能充分反映统计数据本身的空间特征;(2)规则格网能较好地保持原始统计数据的空间分布特征,但仍然受尺度及分区影响;(3)规则格网的空间分析结果及其准确性与尺度有较好的拟合关系,不同尺度下的分析结果不确定性是原始数据不同尺度特征的体现;(4)分区效应受空间分析方法的计算尺度影响,两者共同对空间分析结果产生影响。对于固定尺度的规则格网,其邻接多边形数目是分析结果不确定的主要原因。本文研究结果表明,在多边形统计数据空间分析时,应该对其使用规则格网重新聚合,并根据实际应用的需求选择多尺度分析方法,以达到实际应用目的。     

厦门城市空间拓展的生态敏感性评价

在综合分析海湾型城市自然生态与社会生态属性的基础上,选取了高程、坡度、河流水库、植被覆盖、土地覆盖和生态保护区等6个因子,作为生态敏感性评价的指标。另外,借助GIS空间分析单因子评价与多因子加权综合评价方法,研究了生态敏感性程度及其空间分布特征,将厦门的生态敏感性划分为4级:不敏感、较敏感、中敏感和高敏感。综合评价结果表明,厦门市生态敏感性在空间分布上差异显著:高度敏感区占研究区总面积的28.1%,低敏感区和不敏感区分别占研究区总面积的27.9%和33.6%。中度敏感区占的比例较小,仅为10.4%。     

Spatial pattern and regional types of rural settlements in Xuzhou City, Jiangsu Province, China

This paper principally focuses on the morphological differences,spatial pattern and regional types of rural settlements in Xuzhou City of Jiangsu Province in China.Using satellite images of Xuzhou City taken in 2007 and 2008 and models of exploratory spatial data analysis(ESDA) and spatial metrics,the paper conducts a quantitative analysis of the morphological pattern of rural settlements,and finds significant characteristics.First,rural settlements in Xuzhou City are significantly agglomerated in terms of their spatial distribution;meanwhile,there is significant variation in the geographical density distribution.Second,the scale of rural settlements in Xuzhou City is larger than the average in Jiangsu Province,and the histogram of the scale data is more even and more like a gamma distribution.There are a significant high-value cluster in the scale distribution,and local negative correlation between the scale and density distribution of rural settlements in Xuzhou City.Third,the morphology of rural settlements in Xuzhou City shows relative regularity with good connection and integrity,but the spatial variation of the morphology is anisotropic.Finally,according to the characteristics of density,scale,and form of rural settlements,the rural settlements of Xuzhou City are divided into three types:A high-density and point-scattered type,a low-density and cluster-like type and a mass-like and sparse type.The research findings could be used as the scientific foundation for rural planning and community rebuilding,particularly in less-developed areas.     

河北省太阳散射辐射时空分布特征研究

为更好地利用太阳能资源,对河北省太阳散射辐射时空分布特征进行研究。利用1961--2010年河北省周边7个太阳辐射观测站的资料,计算河北省周边7个太阳辐射观测站的散射辐射误差,拟合得出河北省太阳散射辐射经验公式,分析其时空分布特征。结果表明：（1）河北省近50年太阳散射辐射年总量总体呈微小的升高趋势。其中,升高幅度相对较大的秦皇岛为4．0％,升高幅度相对较小的廊坊为0．7％。（2）河北省水平面太阳散射辐射年总量近50年平均值空间差异不大,〈2240MI·m^-2主要分布在张家口西北部和秦皇岛西南部,〉2480MJ·m^-2主要分布在保定北部,大部分地区介于2320-2480MJ·m^-2。     

空间面群目标几何相似度计算模型

本文针对空间面群目标提出了一种几何相似度计算模型。首先,利用拓扑关系概念领域图定义了面群之间的拓扑关系相似度;然后,对不同类型的面状目标选用合适的"降维"方法处理为"线群"目标,利用方向均值定义线群之间的方向关系即面群目标的方向相似度,以及利用"环形方差"定义线群目标之间的距离关系即面群目标的距离相似度。最后,结合面群的长度和平均长度、面积和平均面积,面密度及紧致度,建立了面群目标几何相似度计算模型,以对面群目标相似度进行整体度量。该模型综合考虑了空间面群目标的几何特征和空间关系特征,并对其作了适当的权重分配。从时间邻近度和尺度邻近度角度,本文设计了2个实验,结果表明,相似度计算结果与地物特征比较一致,符合人们的直观空间认知。     

改进的HASM-AD算法及在空间变量模拟的应用分析

高精度曲面建模(HASM)可以显著提高空间曲面模拟的精度,但是计算速度低限制了该模型的进一步应用。为了提高HASM模型的计算效率,本文对HASM-AD算法作了改进,通过在计算过程中为采样点添加索引,避免了计算过程中对采样点信息的重复查找操作;同时,在遍历独立计算单元时实时计算第一类、第二类基本量及克式符号,避免了全局存储上述变量所需要的额外内存消耗。数值试验表明,由于将全局线性方程组求解问题转化为局部独立计算单元(5×5栅格)内的方程组求解,改进的HASM-AD算法显著提高了计算效率,同时降低了模型运行过程中的内存消耗。最后,本文以全国陆地降水空间分布模拟分析作为实例,验证改进的HASM-AD算法模拟精度及计算效率,模拟结果表明,改进的HASM-AD算法模拟结果精度优于其他HASM算法(以HASM-PCG为例),并且计算效率优势更为明显,实现全国10km分辨率的降水分布模拟耗时仅为4s。表明改进的HASM-AD算法提高了计算速度,并且适于大尺度的空间变量模拟应用。     

岩溶区漓江河流阶地建筑场地地下水抗浮设防水位的确定

地下抗浮设防水位是勘察报告中的一项重要参数, 影响抗浮设防水位的因素较多。该文结合工程实例,通过对河流阶地建筑场地内可能影响抗浮设防水位的因素进行综合分析,得出: 抗浮设防水位要综合考虑场地不同的工程水文地质条件、建筑条件和地形地貌条件等因素, 采用最不利组合综合确定。     

Regional Differences of China′s Urban Expansion from Late 20th to Early 21st Century Based on Remote Sensing Information

This study investigated the regional differences of China′s urban land expansion from the late 1980s to the year of 2008, based on the spatio-temporal analysis of CLCD (China′s land cover/land use database) datasets which were mainly produced from remote sensing imagery data. A newly defined urbanization level index (UI), based on urban land area, is proposed to describe Chinese urban expansion process at 1 kilometer, provincial, regional, and na-tional scales, together with the absolute urban expansion index (UEa) and the relative urbanization expansion index (UEr). The results indicate that the percentages of total land area occupied by urban in the late 1980s, 1995, 2000, 2005, and 2008 were approximately 0.25%, 0.32%, 0.33%, 0.43% and 0.52% of China′s total land area, respectively. Between the late 1980s and 2008, the total urban expansion in the mainland of China was 2.645 × 104 km2, resulting in an annual urban expansion area of about 1322.7 km2/yr, with the UEr of 111.9%. This study also finds that there has been an obvious spatial gradient of urbanization ratio running from the east coast to the west inland, and the urbanization gaps among different regions have persisted over the past two decades. The study also reveals obvious temporal varia-tions of the urbanization rates. There was very little urban growth during the period of 1995-2000 due to the governmental policy factors.