基于多距离空间聚类的城市建筑景观时空分异研究

以大连市中山区6个街道建筑信息为数据基础,选取建筑景观指标,基于Arc GIS空间统计与多距离空间聚类分析方法研究了各街道10年间建筑景观空间格局分异特征。结果表明:从2003—2013年,各街道建筑景观逐渐由水平向垂直空间扩展,其中青泥洼桥街道、人民路街道及海军广场街道城市建筑景观变化明显突出;2003年4种类型建筑物在尺度为928.68 m时,空间分布上均呈聚集状态,当大于928.68 m时,超高层建筑空间聚集程度降低。到2013年,高层建筑物随尺度的增加聚集程度逐渐减低,低层、多层和超高层建筑在空间分布上均呈一定的聚集状态。

基于GIS分析的城市公共服务设施空间布局研究

城市快速发展阶段居民生活质量和需求逐步提升,居民对公共服务设施的需求也与日俱增,因此公共服务设施的合理配置成为城市高质量发展的重点内容。以呼和浩特市为例,运用Arc GIS分析方法,对6类公共服务设施的空间布局进行研究。得出:公共服务设施主要集中在二环路之内,呈现出“中心密,四周疏”的总体特征,城区边缘处各类公共服务设施较为缺乏;公共服务设施点沿“东—西”方向分散拓展;各类服务设施的聚集状态各不相同,医疗卫生设施聚集强度最高,公共交通设施集聚规模最大,体育设施的集聚强度和规模均最小。最后针对以上分析对呼和浩特市公共设施合理分布和均衡发展提出建议,为后续城市空间布局研究规划提供参考。

扎龙湿地丹顶鹤种群空间分布动态的点模式分析

【目的】研究扎龙湿地丹顶鹤全局空间分布模式和局部空间分布模式及其动态变化规律,准确揭示研究区内丹顶鹤种群特征及栖息生境质量状况,为研究区丹顶鹤种群栖息环境的保护提供理论依据。【方法】以扎龙湿地国家自然保护区为研究区,引入多尺度空间聚类分析方法和局部G-统计量研究方法,从全局和局部2种空间尺度来分析研究区自1981年成立保护区以来的30年间丹顶鹤的空间分布模式动态。【结果】1)1981—2008年的近30年间,研究区丹顶鹤空间分布模式呈现阶段性变化的特征:1981—1990年丹顶鹤的空间分布模式为随机或均匀分布模式,1996—2005年为聚集分布模式,2006—2008年为随机或均匀分布;2)丹顶鹤的全局分布模式经历了由随机或均匀分布→聚集分布模式→随机或均匀分布→聚集的变化过程;3)局部空间分布模式经历了由离散→聚集→离散→聚集的反复变化过程;4)丹顶鹤的空间分布模式存在着较强的尺度依赖效应,在不同空间尺度上,丹顶鹤的空间分布模式存在较大差异,而在不同时间段,尺度效应的表现方式也有显著差异。【结论】1)无论从全局还是从局部分布看,丹顶鹤种群的空间分布变化剧烈;从长时间尺度上来看,丹顶鹤种群的空间分布呈聚集分布模式的趋势,且聚集程度不断加强;2)局部模式变化是全局模式变化的指针;3)丹顶鹤的空间分布模式存在着较强的尺度依赖效应;4)综合运用全局和局部的指数模型能更好地描述种群空间分布模式是进行种群空间分布模式研究的有效途径。

基于地名的自然村聚落空间分布特征研究

地名作为对地表特定地域空间的指称,可以反映特定时期地域的地貌、水文等自然环境特征。以安徽省滁州市8个市(区)县的19603个自然村聚落地名为基础,基于多距离空间分析和核密度分析方法,分析和挖掘地名中自然村落聚落的空间分布特征。滁州市自然村的分布总体呈现显著的聚集分布,其中全椒县与来安县的自然村聚落密度最高。19603个自然村聚落地名与自然地理要素有关的为4175个,占21.30%。其中以水文类要素命名的自然村地名最多,占所有以自然地理要素命名地名的61.34%;地貌类的地名占38.66%。通过对滁州的地名和地貌分析,发现其命名及分布与该区域的地形地貌有着密切的关系,且地名类型的分布随高程呈现出一定规律。水文类地名自然村分布也能够在一定程度上指示区域水文及水资源状况。

基于GIS的长江中下游岩浆岩成矿核心时空聚集特征分析及其指示意义

岩浆岩地球化学数据作为地质学研究的重要依据,对于指示元素特征、研究成矿规律至关重要。该文以构建的长江中下游成矿带岩浆岩地球化学数据库为基础,以岩浆岩成矿3个地质时期及其成矿岩体的地理空间分布特征为依据,利用GIS的Ripley′s K函数对不同时期成矿岩体的空间格局进行多距离空间聚类分析,获取成矿岩体的空间聚集尺度,进而利用GIS的核密度分析工具求取3个地质时期的成矿核心及其时空演化特征,并以控矿元素Cu、Au为例展开空间分析,进一步揭示成矿核心区对于成矿预测及科学找矿的重要意义。研究结果表明:1)长江中下游成矿带安徽段3个成矿时期(124~148 Ma)的岩浆岩成矿核心呈动态变化,形成一强多弱相结合的成矿核心空间分布格局,空间上成矿核心由铜陵、安庆—贵池矿集区向庐枞、宁芜盆地方向扩展,时间上成矿聚集程度逐渐变弱;2)以铜金成矿为主的第一时期,铜金等成矿岩体及其形成的重要多金属矿床受长江深断裂构造控制,安徽段主要集中于长江深断裂以南4~28 km处的铜陵、安庆—贵池等断隆区,其Cu、Au含量高值位于成矿核心东、西两侧的扇形带上,该区域是铜金等多金属矿床找矿的有利地段。

典型天山云杉林空间分布格局及空间差异

为了研究天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)林的空间分布格局,选取天山山脉不同经度天山云杉林,设置4块具有代表性的样地,应用多距离空间聚类分析(Ripley’s K函数)方法,分析天山云杉空间格局及空间差异。结果表明:小径阶(D_(BH)≤4 cm)天山云杉的聚集强度极大,随径阶的增大,天山云杉林分布格局由聚集分布转为随机分布的趋势;天山云杉各龄级之间的级差越小,正关联性越大,随着龄级差变大,逐渐变为负关联性,成熟林与过熟林之间并无明显空间关联性;天山中西部天山云杉与忍冬空间上存正关联性,其余各经度均无明显关联性,各样地的天山云杉与其它灌木空间上多表现为负相关(抑制作用);天山中西部的天山云杉林整体聚集强度最高。

岳阳市城市公共服务设施空间分布格局研究

城市公共服务设施是影响居民生活质量的重要因素之一。利用GIS空间分析方法(如圈层分析、核密度估计、多距离空间聚类分析等)分析城市公共服务设施的空间分布格局特征,对区域公共服务设施的布局和服务区位选择有着重要作用。研究通过收集地理国情监测、基础测绘、地名普查和土地利用总体规划等相关数据和资料,对岳阳市中心城区2011-2018年城市公共服务设施变化和2018年城市公共服务设施空间分布格局进行研究。结果表明:从空间分布和数量变化来看,岳阳市中心城区城市公共服务设施与房屋建筑的空间分布具有较高相关性,设施数量总体上由中心向外围呈圈层式发展递减趋势,其他公共服务设施数量变化较大;从空间聚集情况来看,各类公共服务设施密度呈中心区域集聚,高密度区沿道路组团式分布的空间特征,聚集尺度和聚集强度差异明显,学校聚集尺度最大,但强度相对较小,其他公共服务设施聚集强度最大。研究成果可为区域城市规划提供参考依据。

潍坊市发热伴血小板减少综合征病例空间点格局分析

目的探索潍坊市发热伴血小板减少综合征(severe fever with thrombocytopenia syndrome,SFTS)病例空间格局,为疾病防控提供依据。方法对SFTS的流行特征进行描述,利用平均最近邻指数、多距离空间聚类分析、核密度等方法对SFTS病例进行空间点格局识别,发现SFTS病例的空间分布规律。结果2011—2021年潍坊市SFTS共报告387例,年均发病率0.38/10万,5—8月高发,单发病高峰,青州市、临朐县、安丘市为主要高发地区,60岁以前发病率逐渐升高,之后未见下降。ANNI=0.648,Z=-12.640(P<0.01);Ripley’s K函数L(d)在48.00 km之前大于期望值;存在临朐县及青州市交界处、奎文区与潍城区交界处、青州市王府街道、安丘市辉渠镇4个高密度区域。结论潍坊市SFTS病例点格局存在明显空间聚集性,在100.00 km范围内聚集程度达到最大,空间格局与山区、丘陵分布基本一致。点数据空间格局分析较自相关分析有一定优势。

基于多源遥感数据的景观格局及预测研究

以TM、中巴资源卫星和环境与灾害监测预报小卫星等遥感影像为数据源,利用ENVI 4.7、ARCGIS 9.2、IDRISI 15等软件,研究了西安市辖区的景观特征与空间格局,预测了未来的景观变化,提出了景观格局预测的数据转化和多距离空间分析的精简步骤。结果表明:研究区的景观本底是一个由林地和耕地构成的复合景观基质,建设用地在研究时段内呈现持续增加趋势,且2004—2011年间的增加量高于2000—2004年间的增加量;林地面积略有降低,林地和草地总面积略呈增长趋势,水域和未利用地面积变化较小。研究时段内的景观破碎化程度在降低,林地景观的连通性增强了,耕地的降低了。各景观类型在所设定的最大预期研究尺度下均呈现显著的聚集空间格局;各年和各景观类型之间的聚集、随机和离散的临界阈值差别相对比较大;水域和未利用地的空间聚集强度明显高于耕地、林地、草地和城乡建设用地;耕地和草地空间分布存在一个异质性最大的特征尺度,且均出现了聚集分布、随机分布和离散分布3种分布格局,以2011年最为明显。利用景观指数法和多距离空间聚类分析方法研究景观格局特征的效果要比单一的景观指数法较理想。CA-Markov模型模拟的结果基本能够反映未来的景观格局状况。

黄土丘陵沟壑区景观格局演变特征——以陕西省延安市为例

以陕西省延安市1985年、2000年和2008年三期1∶25万景观单元类型图,1∶5万地形图等生成的数字高程模型(DEM)为数据源,基于ArcGIS 9.3软件,采用多距离空间聚类、景观单元类型转移矩阵、空间数据叠加分析等方法分析了延安市景观格局的演变特征。结果表明:延安市的景观是由林地、灌木、草地和农田等基本景观单元构成的复合景观;研究期间农地面积急剧减少,流失的农地主要转变为林地、草地、灌木和聚落,除农地和裸地外,其他景观单元类型面积均有不同程度的增加;1985—2008年,林地、灌木和草地聚集的最大尺度减小,而农田聚集的最大尺度变大,农田和草地的空间聚集强度明显小于林地和灌木;延安市主要景观单元类型演变主要发生在海拔1100—1500 m之间的区域和坡度范围7—21°之间的区域,但农田向聚落的演变主要发生在海拔较低(900—1300 m)、坡度较缓(<7°)的平川缓丘地带。1999年之前,经济的迅速发展是延安市景观格局演变的主要驱动因素;而1999年之后,国家推行的退耕还林(还草)等一系列生态重建措施成为延安市景观格局变化的主要驱动因素。

行政村地名分布与自然地理要素关系的初探——以毛乌素沙地与黄土高原交界地区为例

地名作为对地表特定地域空间的指称,可以反映特定时期地域的地貌、水文、植被等自然环境特征。以位于毛乌素沙地与黄土高原交界的榆林地区5个市(区)县的1704个行政村名作为离散点,在ArcGIS中进行核密度分析(Kernel Density)和多距离空间分析函数(Multi-Distance Spatial Cluster Analysis)分析,并对地名蕴含的自然地理要素信息进行了分类统计和特定自然要素地名的缓冲区分析(Buffer)。结果表明:区内行政村的分布总体呈现显著的集聚分布,其中榆阳区和横山区的聚落密度最高。1704个行政村名与自然要素有关的为1542个,占85.97%。其中以水文类要素命名的地名最多,占41.73%;地貌类的地名占31.04%,此外还有与方位、植被、颜色等要素有关的地名。水文类地名的分布可以指示环境变化。部分水文类聚落点与现代河流湖泊距离较远,可能与近两千年来气候总体呈干冷趋势发展,有关风沙活动加强,地表水环境恶化,一些河流流量减少甚至消失有关。

基于多源数据的河北省涉县公共服务设施优化研究

城市公共服务设施是社会各类公共产品和服务的空间载体,其合理的分布对提升居民生活质量具有重要意义.突如其来的新冠疫情给城市各类公共服务设施带来了极大的考验.采用高德地图POI数据与政府资料等多源数据,运用ArcGIS软件对邯郸市涉县主城区各类公共服务设施进行平均最近邻分析、多距离空间聚类分析和核密度分析.结果表明:购物、餐饮、金融、教育、医疗、公共交通设施空间上呈聚集特征,文体、养老、休闲游憩设施空间上呈随机模式;经营性设施聚集程度普遍高于公益性设施,医疗设施聚集强度和聚集规模最大,公共交通设施聚集强度和聚集规模最小;西部老城区各类设施密度高于东部新城区,医疗、休闲游憩、社会福利设施与居住小区分布存在空间上的不匹配.研究成果可为公共服务设施优化及居民生活质量提升提供参考.

基于DO指数的京津冀地区制造业协同集聚测度与动态演化

在新经济地理学将空间要素纳入主流经济学的研究范畴后,空间数据统计分析方法也被引入经济学文献中。以地理邻近性为基本特征的集聚经济成为重要的研究对象并逐渐成为经济地理学与GIS交叉研究的领域。Ripley’s K函数属于空间点模式分析中基于距离的方法,也被称为多距离空间聚类分析,DO指数在其基础上发展而来,相比于K函数,DO指数更符合经济学中企业不完全随机分布的计算标准。本文根据2008年和2018年经济普查数据,以《中国经济普查年鉴》为参考标准,清洗数据后利用DO指数测度了京津冀协同发展战略提出前后制造业协同集聚的特征和动态演化过程。结果表明:①2008年和2018年分别有85.47%和82.53%的制造业产业对发生协同集聚,平均强度由0.030变为0.029,10年间协同集聚的基本格局保持稳定;但协同集聚强度高的TOP 20行业对明显向河北省扩散;②协同集聚发生的尺度范围扩大,2008年全部行业对协同集聚的显著尺度范围是25~68 km,2018年则是55 km以内和75~103 km。省市边界临界值约为75 km,京津冀协同发展战略提出后制造业跨省级行政区的合作更多,而TOP 20行业对的跨行政边界特征更加明显;③制造业协同集聚呈现“两极分化”特点,行业间协同集聚强度值高的更高,但中等强度协同集聚的行业对强度值变低。2018年第一个局部高值出现的尺度为54.5 km,小于2008年的68 km,但整体上显著尺度范围又大于2008年,协同集聚的行业对空间分布尺度范围小的更小,大的更大,在一定程度上验证了协同集聚存在循环累积因果效应。

城市三维景观格局时空分异特征研究——以大连市中山区为例

以大连市中山区2003年、2013年城市三维建筑数据为基础,选取三维景观指标,运用Arc GIS空间分析方法从多个角度来研究城市10年间建筑景观格局时空分异特征。结果表明:1大连市中山区建筑加权平均高度和体积分别增加7.87 m、277.25×104m^3;地块覆盖率减少了16.27%,容积率增加了20.67%,反映出城市水平和垂直空间分别呈收缩、扩展的态势。2中山区城市天际线起伏差异明显,东—西方向呈逐渐增高的趋势,南—北方向呈"北部高峰,中部和南部平缓"格局。城市高层建筑主要集中于城市的西北部,且2013年建筑最高点中心裕景比2003年宏进大厦高140 m。3建筑覆盖率和容积率在空间分布上差异明显,低和极低覆盖率与容积率地块所占比例大,分别增加了8.3%、-4.33%;高和极高覆盖率与容积率地块所占比例少,且集中分布在青泥洼桥和人民路街道。4 2003年超高层建筑在空间分布上呈"聚集—离散"状态,即在距离660 m尺度范围内呈聚集状态,大于660 m时呈离散分布,其他三种建筑类型在空间上都呈一定的聚集分布状态;2013年4种不同类型建筑在空间分布上都呈现一定的聚集分布状态,聚集程度为:超高层建筑>低层建筑>多层建筑>高层建筑。

中国城市专利规模与知识宽度的时空演变及影响因素

专利规模和知识宽度是衡量创新能力的两个重要指标。文章基于带有精准地理位置的专利数据,综合运用重心分析、多距离空间聚类分析等方法刻画2006—2016年中国城市专利规模与知识宽度的时空演变特征,并运用计量模型对其影响因素进行探究。研究发现:①专利规模和知识宽度的时序变化与经济发展环境密切相关,主要表现为2008年金融危机带来的专利规模增速下降和2013年开始的经济高质量发展导向下专利知识宽度的提升。②城市创新的空间分布呈现进一步集聚态势,且城市间差距不断扩大。专利规模和知识宽度受经济空间布局的影响,重心轨迹整体上呈现向西和向南变动的趋势。③城市专利规模受城市经济发展水平、创新投入和创新环境的共同影响,而专利特征则是影响专利知识宽度的关键因素,专利知识宽度随着专利多样化水平的提高呈现“倒U型”变化趋势。④东部和中部地区城市创新投入和环境对专利规模影响显著,但西部和东北地区的作用机制不明显。