基于GBDT的望奎县农田土壤有机碳主控因子研究

利用多源公开数据,针对于2012年搜集到的农田土壤有机碳(SOC)数据,通过梯度增强决策树(GBDT)探究SOC的主控因子,揭示SOC空间分异机理.选择国家商品粮食生产基地县和全国产量大县-望奎县作为研究区域,结果表明,GBDT模型相较于一元线性回归模型在所有的自变量上均具有更好的预测效果,总体的R^(2)为0.958,表明该模型能够很好地解释目标变量的变异;碱解氮、有效磷、气温、土壤微生物多样性、速效钾、土壤pH和降水量依次是影响有机碳含量最为显著的几个因素,其中碱解氮以33.85%的影响权重位居最高;7个环境协变量均观察到对SOC的阈值效应,且均具有两个阈值.研究发现任意两个变量都不是独立的,均存在相互作用的负值效应.表明环境变量对SOC含量的影响是一个复杂的交互作用,而不是简单的叠加.侧面证明了过度施肥并不会达到增加土壤肥力的作用,而会造成资源浪费和农田生态污染问题.

基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜光影像的中原城市群城市扩张的时空演变及驱动力分析

掌握城市扩张空间格局和驱动机制,有助于中原城市群可持续发展。基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光影像,采用统计数据比较法提取了中原城市群1993—2018年间建成区范围;并从整体和地级市2个尺度研究了1993—2018年城市扩张的时空演变特征;在此基础上构建驱动力模型,研究其时空扩张驱动力。结果表明:①空间上,以郑州为中心,东北至西南方向为参考,各城市建成区面积及扩张规模总体上呈现出“中间大、两边小”的分布格局;以2010年为分界点,扩张类型由边缘式转向飞地式,扩张模式由面状扩张向多中心的点状扩张和沿主要交通线路的线状扩张转变;②时间上,不同城市扩张面积、扩张速度、扩张强度差异显著,扩张速度和扩张强度均为正且大体呈“W”型波动式变化;建成区重心经历了“西南-东北-东北-西-西北-东南”的变动过程,重心在郑州市和开封市之间“徘徊游走”;③城市群扩张的主要驱动力来源于经济因素,其次是社会、交通和环境因素。对城市扩张影响前5的驱动指标依次为一般公共预算收入、GDP、实际利用外资额、教育支出和人口密度。

东北地区土地利用碳排放演变及影响因素研究

以东北地区为研究区域,基于土地利用、土壤类型分布、交通路网等数据,利用土地利用碳排放计算方法,结合地理加权回归模型,对2010—2020年土地利用碳排放时空演变及影响因素进行研究。结果表明:(1)东北地区2010年、2015年、2020年的净碳排放量为1.07×10^(8)t、1.13×10^(8)t、1.37×10^(8)t,排放量随着时间推移明显增加。(2)土地利用类型极大地影响了单位面积土地的碳排放,主要土地利用类型为耕地的土地,碳排放量明显高于主要地类为非耕地的相同面积土地;耕地中,旱地的碳排放程度高于水田和水浇地。(3)研究区土地利用碳排放的影响因素作用复杂。自然因素中,底层土壤有机碳含量起巨大的主导作用;其次为表层土壤泥沙含量、高程等;交通因素反映人类活动,其对碳排放起正向作用;土地利用类型变化直接影响着区域碳效应,采取相关举措进行碳减排、碳增汇,是推动东北地区绿色发展的重中之重。

基于PLUS-InVEST模型的天山北坡生态系统碳储量时空变化与预测

土地利用变化作为影响陆地生态系统碳储量的重要因素,研究两者间的关系对维持区域碳平衡和实现双碳目标具有重要意义。基于第三次新疆综合科学考察背景,分析天山北坡1990年、2000年、2010年、2020年土地利用变化与碳储量的定量关系,结合PLUS和InVEST模型,模拟在历史趋势、水资源保护和经济发展3种情景下2030年区域碳储量的空间格局。结果表明:(1)草地和裸地是天山北坡主要土地覆被类型,1990—2020年耕地、林地、水域、建设用地和湿地面积增加,耕地面积增加最多,其余土地利用类型面积减少,草地减少最多。(2)1990—2020年天山北坡碳储量呈“先升后降”趋势,草地、裸地、耕地和林地间的转化是总碳储量变化的主要成因。(3)3种情景下碳储量均低于2020年水平,经济发展情景减幅最为显著,草地减少、裸地增加是碳损失的主要原因。

疆电外送通道土地覆被时空变化及驱动力分析

探究土地覆被变化及其驱动力对于区域土地资源可持续发展至关重要。然而,疆电外送能源通道建设过程中土地覆被时空变化的深入研究仍然相对匮乏,通道建设对地表覆被的影响仍不明确。本文分析了昌吉回族自治州内的吉泉线10 km缓冲区土地覆被的时序变化特征,并利用多尺度地理加权回归模型(Multi-scale Geographically Weighted Regression,MGWR)探究该区域2010—2022年间土地覆被时空变化及其驱动因素。研究发现:①研究区域以草地、裸地和耕地为主,草地和裸地面积占比超过90%,疆电外送通道建设期间,土地覆被变化更为剧烈且复杂;②驱动因子在时间上存在差异,在通道建设准备与正式建设阶段,到基站的距离与到电网的距离重要性分别位列第1与第2,然而建设完成后运营期间,到水源的距离和最低气温的重要性则分别排名第1和第2;③不同因子在空间上的作用范围存在差异,年最低气温和到水源的距离主要影响草地、裸地和农田区域。研究结果可以为未来类似工程建设提供参考,促进可持续土地利用和生态保护。

课程思政理念下自然地理学课程教学改革

文章首先介绍了自然地理学课程蕴含的思政元素,然后从制定教学目标、融入思政案例、优化教学模式、建立课程思政多元评价体系四个方面论述了课程思政理念下自然地理学课程教学改革措施,最后说明了课程思政理念下自然地理学课程教学改革成效。

基于居民点密度的人口密度空间化

提出了一种基于居民点密度的人口密度空间化方法。以江苏省人口数据空间化为例,在采用核密度估计法得到江苏省镇(乡、街道)居民点密度后,运用基于居民点密度的人口密度空间化计算公式获得江苏省1 000m×1 000m的人口密度格网图,结果表明:江苏省人口分布的热点地区正是在建的三大都市圈(苏锡常都市圈、南京都市圈和徐州都市圈),其中苏锡常都市圈的人口分布呈现各向异性,而南京和徐州都市圈的人口分布则表现为各向同性;人口密度不仅取决于居民点密度,还与平均每个居民点的人口数密切相关,居民点密度大的区域的人口密度不一定大,居民点密度小的区域的人口密度也不一定小。

人口密度空间化的一种方法

人口密度空间化是地理学中一个重要的研究课题,但是传统方法直接生成的人口密度分布图具有不同区域间突变的缺点。该文中基于面积权重内插法与邻域平均法原理,以MapInfo为软件平台,在缺乏地形图、RS图片等资料的情况下,提出人口密度空间化的一种方法———网格单元面积权重内插法,并以丰县为研究区域进行例证。结果表明:该方法有效缓和了传统方法直接生成的人口密度图中的突变线,制作的人口密度Grid专题地图能够很好地反映人口密度的平均性,生成的人口密度三维可视化地图符合人口密度的空间分布特点。

基于GIS-SDA的居民点空间分布研究

空间数据分析(SDA)与GIS相结合是研究地理现象空间分布规律的重要方法。借助1994年和2004年两期RS图像,得到徐州市居民点空间分布数据,运用GIS-SDA方法研究徐州市1994年和2004年的居民点空间分布模式,并总结了11年间居民点空间分布的动态演变规律。通过最近邻距离分析(运用R统计量)得出徐州市居民点空间分布总体上呈现集聚趋势,且2004年的集聚程度比1994年低;通过计算居民点空间分布的K函数值,发现随着研究尺度的变化,1994年和2004年的居民点空间分布集聚程度均出现先增后降过程。运用核函数与泰森多边形法计算两个年份的居民点密度分布,核函数法能够从总体上反映徐州市居民点密度空间分布的地域差异,而泰森多边形法对居民点密度空间分布的细部差异较敏感。

1985-2010年中国人口迁移的时空动态分析

文章利用第四、五、六次人口普查数据,以全国七大地理区为研究单元,采用GIS空间分析与数理统计相结合的方法研究了我国1985—2010年间的人口迁移流动的空间分布特点及其区际联系。研究发现,我国人口迁移的规模不断增加,以省内迁移为主;人口迁移总数、省际与省内人口迁移的相对比例、人口净迁入及人口净迁出数量等均与区域济发展水平呈现正相关的关系;华东及华北地区对由港澳台及国外迁来的人口吸引力最大;中西部地区为人口主要流出区,东部地区为人口主要流入地区,华南地区与华东地区是我国人口迁移的主要目的地,华中地区与西南地区是人口迁移的主要源地,人口流动主要方向为西→东、北→南,东北地区与西北地区人口迁移总量相对较少。

耕地空间结构的信息熵的动态变化及区域分异研究

依据信息熵原理提出了耕地空间结构信息熵的概念;以江苏省黄河故道区17个县市为研究对象,探讨了耕地空间结构信息熵的时空变化,认为耕地空间结构信息熵值的大小与研究单元划分的多少密切相关;耕地空间结构信息熵值的时间演变与研究单元耕地面积的动态变化密切相关;耕地的空间分布近似于等概率分布,其近似程度的大小与耕地面积空间分布的均衡性密切相关。

基于二阶段嵌套锡尔系数的人口分布的差异研究

文章首先提出了人口分布锡尔系数的概念及其一阶、二阶分解方法,接着以江苏省为研究区域,基于三大地带(苏南、苏中和苏北)、13个地级市、106个县(县级市、市辖区)三级结构的地域行政单元,分别运用一次、二次分解对全省的人口分布的区域差异进行细分测度,将江苏省人口分布的差异性分解为苏南、苏中、苏北三大地带间的差异、三大地带内地级市之间的差异以及各地级市的内部差异三部分。其主要结论为:以地级市为计算单元的一阶段分解结果显示,苏南、苏中和苏北三个地带间人口分布的差异性是造成一阶段分解的全省人口分布差异的主要原因;以县级行政单元的二阶段分解结果表明,地级市内部的差异是江苏省人口分布的整体差异的主要构成部分;通过运用局部G统计量对各县级单元人口分布的热点探测发现,"热点"地区的人口分布差异性大,"冷点"地区的差异性小。

区域统计指标空间化技术及应用研究

社会数据的空间化是现代地图制图学研究的主要内容之一。本文提出了区域统计指标的概念并将其分为区域平均指标与区域总量指标两种类型,成功地将网格单元面积权重内插(GCAW I)法引入到区域统计指标的空间化工作中,应用GCAW I法实现了新沂市耕地标准亩指标的空间化表达,结果表明:运用GCAW I法进行区域统计指标的空间化不仅可以很好地避免传统方法的同一区域均匀分布、不同区域突变分布的缺点,而且经kriging插值后的地图很好地符合区域统计指标空间分布的特点,生成的3维可视化地图更加切合实际。

徐州市耕地数量的动态变化及对策分析

通过对徐州市耕地在 1990～ 2 0 0 0年 11年间动态变化的分析 ,找出了耕地数量的动态变化的机制和原因 。

基于GIS的社会统计数据空间化处理方法

社会统计数据的空间化是当前地理科学和社会科学共同研究的热点问题之一,根据社会统计数据的特点可以将其分为和值(extensive)变量型统计数据和均值(intensive)变量型统计数据两种类型。分析了这两类社会统计数据在区域拆分与合并时的特点,并尝试将网格单元面积权重内插(GCAWI)法引入社会统计数据的空间化的工作中,提出了确定网格单元大小的原则和采用图像平滑技术改进空间化结果的方法。以徐州市人均GDP数据(均值变量型统计数据)空间化为研究实例,采用网格单元面积权重内插法实现了徐州市人均GDP数据的空间化,而且运用图像平滑技术得到了比较满意的结果。

基于地统计的徐州市人口密度空间分布研究

依据徐州市2004年乡镇统计数据,以ArcGIS为技术平台,采用地统计学的方法,对其人口密度的空间分布进行了研究。首先借助直方图、半方差云图和Voronoi多边形等方法对人口密度数据作探索性数据分析,获取了人口密度空间分布的初步信息;然后,采用曲线拟合和交叉证实法确立了徐州市对数人口密度空间分布的变异函数模型(指数模型)及其相关参数;最后运用对数克里金法(LK)得到徐州市人口密度空间分布的等值线地图和三维直观表达地图。

地理信息科学专业“地图投影”课程教学改革与实践

文章通过分析地理信息科学专业的特点,结合中国矿业大学地理信息科学专业"地图投影"课程教学改革,从教学内容的选取、教学方法的选择、考核方式的改革三个方面论述了地图投影教学与改革的方法。结合专业特点选择教学内容,注重动手能力的培养,强调互动教学与直观教学,结果表明,通过教学改革,激发了学生学习的主动性,提高了学习的兴趣性,教学效果良好。

1964年以来山东省人口分布时空动态

采用人口分布的不平衡指数、集中指数、再分布指数、人口分布重心和空间自相关分析方法,基于第二-六次人口普查数据,研究了20世纪60年代以来的山东省人口分布演化的特征和规律。研究结果表明,山东省人口分布总体上呈现西高东低、南高北低的格局,人口密度密集的区域在空间上表现为"X"型;人口再分布先后经历了先弱后强的趋势,1990年后人口分布活跃性增加;人口分布重心在东北-西南方向往返移动;人口分布总体上表现为空间自相关,空间自相关性在降低。

地域主体功能区划理论与方法的初步研究

在对地域主体功能区划的理论依据与原则等进行深入分析的基础上,提出通过生态敏感性等级分区与经济社会发展综合潜力等级分区的空间叠置与地域聚类分析,进行地域主体功能区划的理论方法。并以江苏省新沂市为案例,进行地域主体功能区划实证研究,验证了所提出的地域主体功能区划理论方法的可行性。

中国矿区土地退化因素调查:概念、类型与方法

矿区是受人类活动高强度干扰和加速侵蚀的区域,其生态破坏与环境污染导致严重的土地退化,造成土壤质量下降、生物多样性丧失,给我国矿山环境管理与恢复治理带来新的问题与挑战,亟待辨识与查明导致矿区土地退化的主要驱动因素。笔者通过综合分析土地退化概念、类型和成因,进一步界定了矿区范围,阐明了矿区土地退化的内涵,分析了导致矿区土地退化的生态破坏、环境污染与自然侵蚀等驱动因素的研究进展。基于此,将矿区土地退化划分为生态破坏导致的土地退化、环境污染导致的土地退化和自然侵蚀导致的土地退化3大类型,提出了一套矿区土地退化因素调查的指标体系与方法建议。